芜湖文化公园酒店超限高层抗震设计

【摘要】：芜湖文化公园酒店采用钢筋混凝土框架-核心筒结构，本项目为体型特别不规则的超限高层建筑，存在扭转不规则、楼板局部不连续、刚度突变等多项不规则情况。针对结构体系和超限情况，采用基于性能的抗震设计方法，对结构整体和重要构件提出了合理的抗震性能设计目标。结构设计时从抗震概念设计出发，采用不同计算软件进行分析，对工程进行小震弹性分析，弹性时称分析，中震弹性和中震不屈服判断分析、大震弹塑性分析，并补充风荷载作用下结构分析和楼板应力分析，找到了结构的抗震薄弱环节，采用有针对性的抗震加强措施，从而确保了结构的抗震安全性，使结构能够实现预定的性能目标

【关键词】超限高层建筑 框架-核心筒 抗震性能化设计 弹性分析 静力弹塑性分析

中图分类号： TU97 文献标识码： A 文章编号：

Seismic design of tall Building beyond the code-specification of Wuhu Culture Park Hotel

Tian Ye

(The Architectural Design & Research Institute of Tongji University，Shanghai 20092，China)

Abstract：The structural system of Wu Culture Pake Hotel is frame-corewall reinforced concrete structure，the project is a complicated tall building with a special irregular type，which involves torsional irregularity、partially discontinous floor、larger stiffness mutation and a number of irregular items. According to structural system and transfinite，performance-based seismic design method was adopted during the design process，take reasonable seismic performance objective to the whole structure and the important components. Based on structural seismic conception design，the structure was analyzed by various computing softwares，elastic analysis under frequent earthquake，elastic time history analysis，elastic design of esoecially important components and yielding identification analysis under medium earthquake，static elastic-plastic pushover analysis under rare earthquake were carried out，controlled by wind load of the structuree and the stress of floor were analyzed supplementally，weak portions of the structure have been found，specialized seismic fortification measures were applied to ensure the seismic safety of building and the performance objective of the structure can be realized。

Keyword：tall building beyond the code-specification；frame-core wall structure； performance-based seismic design ；elastic analysis ；static elastic-plastic analysis

1 工程概况

安徽芜湖文化公园及配套项目是一个集文化剧院、商业、酒店及住宅于一体的新型建筑综合体。工程位于安徽省芜湖市弋江区文教板块，由ABC三地块组成。其中A地块为严凤英黄梅戏艺术基地·美丽华大剧院，B地块为高层酒店，C地块为住宅用地。本工程位于整个场地的B地块，为一座五星级酒店，总建筑面积5.37万㎡。地下室1层，为车库、设备和后勤用房，层高5.9m，建筑面积1.06万㎡；主楼地上建筑层数24层，建筑主屋面高度97.4m，外幕墙高度118.5m，建筑面积4.31万㎡。其中地上层1～5为酒店公共功能房间和附属设施，层4以下为裙房，裙房高度20.7m，层１层高为5.4m，层2～4层高为5.1m，层4与层5之间的设备夹层层高为2.2m，层5层高为4.2m，层6以上为酒店标准客房，层高为3.7m。建筑标准层呈椭圆形，其中长轴约49.0ｍ，短轴约35.6m，长宽比约1.38，高宽比约2.74。建筑效果图见图1，剖面图见图2。

工程设计基准期为50年，建筑结构安全等级为二级，抗震设防类别为标准设防类。抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g，设计地震分组为第一组，建筑场地土类别为Ⅱ类，地面特征周期为Tg=0.35s。结构基本风压取100年重现期的风压0.50kN/m2，进行承载力分析，50年重现期的风压0.40kN/m2，进行刚度分析，地面粗糙度类别为B类。

图1建筑效果图图2建筑剖面图

2 地基基础设计

根据地质勘查报告,本工程所位于的场地地貌属长江中下游冲积平原。在勘察深度范围内，场地第四纪松散层成因类型主要为冲积型，岩性除表层杂填土外，下部为粉质粘土、淤泥质粉质粘土、粉质粘土夹卵（砾）石、粉土夹粉砂，下伏基岩为凝灰岩。场地土类型为中软土，不存在砂土液化及软土震陷影响。

图3基础平面布置图

本工程地基基础设计等级为甲级，基础设计安全等级二级，地下一层，基础埋深6.2m，地下水位比较高，抗浮工况水位按室外地坪0.5m取，承压工况水位按室外地坪3.9m取。基础形式采用桩筏基础，考虑到拟建场地周围环境以及岩层面起伏很大的情况，桩基采用钻孔灌注桩。上部结构荷载差异较大，并存在局部抗浮与抗压并存的复杂情况；另外考虑到尽量使桩竖向承载力与桩身混凝土强度相匹配，以取得更好的经济效益，因此综合考虑各种因素，并经过计算分析后，主楼承压桩采用桩径800，有效桩长为34～37m，桩身混凝土强度等级水下C35，持力层为⑧-2强-中风化凝灰岩层，单桩竖向抗压承载力特征值取3400。裙房部分的承压桩和抗拔桩采用桩径650，有效桩长为25～37m，桩身混凝土强度等级水下C35，持力层为⑧-2强-中风化凝灰岩层，单桩竖向抗压承载力特征值取2300, 单桩竖向抗拔承载力特征值为850。纯地下室部分抗拔桩采用桩径550，有效桩长约为21～26m，桩身混凝土强度等级水下C35，持力层为⑥-1粉土层与⑧-1全风化凝灰岩层， 单桩竖向抗拔承载力特征值为600。

基础底板厚度在酒店主楼下为2000mm，主楼与裙房沉降后浇带范围内底板厚度为1500mmm，其余裙房部分和纯地下室底板厚均为600mm。对于局部框架柱柱底荷载较大处承台局部加厚，以满足冲切要求。基础地板和地下室外墙的防水混凝土强度等级为C35，设计抗渗等级为0.8MPa。本工程采用JCCAD软件进行沉降计算与分析，在侧向地震力和风力作用下，主楼周边及出主楼一跨地下室桩的边桩效应明显，设计通过加强周边布桩来满足规范要求。图3为基础平面布置图

整个地下室在主楼与裙房之间不设沉降缝，通过控制主楼沉降量的绝对值;在主楼与裙房之间设置沉降后浇带;控制后浇带封闭时间等措施，来调整主楼与裙房之间的差异沉降。整个地下室超长且属于大体积混凝土结构，采取以下有效的措施控制由于温度应力和混凝土收缩等因素产生的裂缝：设置多条收缩后浇带;在混凝土中掺入适量微膨胀剂（或抗裂纤维）;提高地下室底板、楼板和框架梁的钢筋配筋率，增加结构本身的抗收缩能力;加强施工养护，调整粗骨料大小，水灰比等改善混凝土的收缩性能。

3 结构体系与结构选型

酒店主楼高度小于150m，故为A级高度钢筋混凝土高层建筑结构。综合考虑建筑的平面布置和使用功能，结构主体采用双重抗侧力结构体系即现浇钢筋混凝土框架-核心筒结构体系，核心筒抗震等级为二级，框架抗震等级为三级。利用建筑物核心区公共交通区域布置落地核心筒，核心筒承受大部分的水平剪力和倾覆弯矩，为主要的抗侧力构件。核心筒平面尺寸为9.35m x 21.5m，高宽比约为10.4。核心筒外圈的剪力墙厚为500～400mm，内部的剪力墙厚为200mm。核心筒底部加强区取至设备层顶，即标高至22.900m，约束边缘构件标高至27.100m。框架柱柱距基本为9.00m，由于核心筒外墙与框架柱间的中距较大，为满足建筑净高要求，减少梁高，设置一圈内柱，提高了结构的侧向刚度和抗扭刚度，并提高了框架部分承担的地震剪力，且内柱与外住形成了完整的框架，即使在第1道抗震防线核心筒失效时，框架仍是完整抗侧力结构，可以承担竖向荷载并具有一定的抗震能力。主要的柱截面尺寸分别为：框架柱底部截面Φ1400～Φ1100，自上而下渐收为Φ1000～Φ900；中柱底部截面1200x1200～1000x1000，自上而下渐收为900x900～800x800。竖向构件的混凝土强度等级采用C50（基础顶～层12），C40（层13～屋面）。裙房结构平面布置图见图4和标准层结构平面布置图见图5，

在平面布置中，由于建筑功能需要，核心筒并非居中布置，引起一定的扭转效应。设计通过调整加强周圈框架的刚度以增大结构的整体抗扭刚度，并尽量调整结构刚心与质心之间的偏心，以减少扭转的不利影响。

在竖向布置中，由于建筑裙房在四层顶内收，并且存在一个层高仅2.2米的设备夹层，造成此处刚度变化较大，设计通过调整上下两层的结构柱、墙截面尺寸，以减少其侧向刚度差，减弱此处竖向收进带来的抗震不利影响。同时为了保证建筑立面效果，主楼的西南面中间有四根柱子在层21～23楼面设置为倾斜柱（倾角为18度，小于20度），柱距由8.1m渐变至3.6m，且上柱、下柱与框架梁的形心多点重合，柱的轴力基本传给下层柱。在计算中按实际建模，并且设置了楼板弹性膜单元，对楼板及框架横梁进行受力分析，进一步加强其安全储备。

图4裙房结构平面布置图（层4） 图5标准层结构平面布置图

本工程楼盖体系采用现浇钢筋混凝土梁板体系，加强了结构整体性，增强结构的抗震能力。水平构件的混凝土强度等级C40（层1～层13），C30（层14～屋面）

为满足建筑需要，结构整体不设缝，主楼与裙房部分连成一体。为保证地下室顶板的嵌固作用，地下室顶板厚度为180mm,地下层1的楼层剪切侧向刚度大于层1侧向刚度的2倍。

4 结构超限情况和性能化抗震设计原则

4.1 结构超限情况

依据《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》（建质〔2010〕第109号）要求，对整体结构进行超限判别。本工程结构存在的不规则性主要有：

(1).在规定的水平力作用下，裙房部分楼层的最大弹性水平位移（或层间位移）与该楼层两端弹性水平位移（或层间位移）的平均值之间的比值为：1.30（X向）、1.28（Y向），均大于1.20小于1.5，属于平面不规则中的扭转不规则。

(2).裙房平面布置较为复杂，二层的大堂上空、四层的宴会厅上空楼板均开有大洞，局部楼板缺失，有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的50%，属于平面不规则中的楼板不连续。

(3).主楼带有四层裙房不设缝，裙房顶层收进高度20.7m与主楼屋面高度97.4m之比为0.21，大于0.20，且其立面收进尺寸为相邻下一层的37%，大于25%，属于竖向不规则中的尺寸突变。

(4).由于建筑与设备功能需要，本工程在建筑层4、层5之间设置一个2.2m层高的设备夹层，导致相关楼层的侧向刚度发生较大变化。建筑层4与设备夹层的侧向刚度比为59%(X向)、57%(Y向)，均小于70%，大于50%，出现结构软弱层，属于竖向不规则中的刚度突变。

4.2 结构抗震性能化设计原则

因结构超限较多，结构设计采用性能化的抗震设计方法，合理设定结构抗震设计性能目标，对重要和关键构件提出更严的要求。综合考虑抗震设防类别、设防烈度场地条件、结构自身特性等因素，根据工程结构各部位的重要程度，分别设定了三水准下的抗震性能目标：（1）小震作用下，建筑不需修理完全可使用，即结构满足弹性设计要求，包括全部构件的抗震承载力满足现行规范要求；（2）中震作用下，建筑修复后可继续安全使用，关键部位的竖向构件的抗震承载力满足弹性设计要求，允许有些选定部位接近屈服但不应发生剪切等脆性破坏；（3）大震作用下，建筑能保障生命安全，关键部位的竖向构件不屈服，允许有些选定的部分进入屈服阶段但不得发生剪切等脆性破坏。结构整体和结构构件的具体抗震性能目标见表1。

结构抗震性能目标 表

5 结构抗震分析与计算

5.1 小震和风荷载作用下弹性分析

本工程采用两种符合结构实际情况的不同力学模型的空间分析软件SATWE和PMSAP进行了小震和风荷载作用下结构的内力和位移计算，其内力和位移按现行规范规定的弹性方法进行计算分析。地震力均采用扭转藕联分析，为充分考虑高阶振型影响，振型数取为28个，CQC法进行振型组合，考虑双向地震作用和偶然偏心的影响，并采用相同的分析参数。在对结构楼层位移特性进行整体分析时。对所有楼层采用刚性楼板假定；对结构楼面不连续或较大楼板缺失等平面规则性超限对楼板整体有较大的影响，此时楼板自身平面内刚度无限大的假定已不适用，计算模型采用考虑楼板弹性变形的“弹性膜”单元，进行整体结构分析。主楼结构计算以地下室顶板为嵌固部位，阻尼比为0.05，水平地震影响系数最大值取αmax为0.04。由于主楼大部分抗侧力构件45度斜交方向，计算分析时按0度和45度方向进行验算，由程序自动算出最不利方向角，并找出最不利效应配筋。整体计算模型见图6，小震和风荷载作用下分析主要结果见表2、3。

由表1，表2可知，两种程序分析出的结构反应特征、变化规律基本吻合，弹性分析结果比较接近，各部分指标基本满足规范要求。地震和风荷载作用下的最大层间位移角，明显小于1/800的弹性变形位移限值。带裙房部分楼层在偶然偏心地震作用下的楼层最大位移与平均位移比，虽超过规范不宜大于1.2的规定，但没有超过不应大于1.4的限制。扭转周期与平动周期的比值远小于0.9，说明结构总体上抗扭能力还是比较理想的。地震作用下质量参与系数均大于90%，底

图6整体计算模型

结构动力特性分析主要结果 表2

结构弹性分析主要结果表3

部剪重比均大于0.8%，框架承受的地震倾覆力矩均小于结构总地震倾覆力矩的50%，说明框架与剪力墙的数量较为合理，框架柱和剪力墙墙肢的轴压比均能满足规范要求。

楼层侧向刚度取楼层剪力与楼层层间位移角之比。表3中建筑层4与设备夹层的侧向刚度比X向、Y向均小于相邻上层的70%，可以看出在设备夹层位置刚度有突变，表明为结构的薄弱位置，竖向不规则性比较明显，结构计算时对其地震剪力乘以放大系数。

为满足框架柱作为结构抗震的第二道防线的目的，设计中控制框架部分承担的地震剪力不小于对应地震作用标准值结构底部总地震剪力V0的20%或未经调整的各层框架承担的地震总剪力中德最大值Vf.max的1.5倍。底部局部楼层由于首层层高较高的因素不满足要求。设计中对底部加强区核心筒制定了合理的抗震性能目标，同时，框架部分承担的地震剪力按规范要求调整。

表3中可以看出在风荷载作用下，主楼的Y向所产生的层间位移角、底部剪力以及倾覆弯矩已大于小震引起的相应值。在结构计算中，X向地震作用为控制水平荷载，Y向风荷载作用为控制水平荷载。

5.2 小震作用下弹性时称分析

根据规范要求，采用SATWE程序中的弹性动力时程分析法对本工程进行多遇地震下的补充计算，地震波的选取原则是：每条时程曲线计算的结构底部剪力不应小于振型分解反应谱法计算结果的65％，多条时程曲线计算所得结构底部剪力的平均值不应小于振型分解反应谱法计算结果的80％。

分别选取地面运动最大加速18cm/s2,特征周期0.35s的两条天然地震波TH2TG035、TH4TG035和一条人工地震波RH1TG035进行弹性动力时程分析。每条波的持续时间均大于结构自振周期的5倍，按双向地震波输入。弹性时程分析所采用的地震波和计算所得的基底剪力值见表4，弹性时程分析所得的最大楼层剪力见图7，从结果可以看出，三条时称曲线的选取满足规范要求，而且时程分析所得的地震剪力平均值以及其他弹性时程反应指标值也基本小于振型分解反应谱法的计算结果。本工程的最大楼层剪力分布曲线层变化比较平缓，沿竖向无明显突变。对于局部楼层个别曲线的地震剪力略大的情况，采用包络设计。

图7弹性动力时称分析的最大楼层剪力

SATWE 弹性时称分析结果表4

5.3中震作用下弹性分析和中震不屈服分析

中震弹性设计和中震不屈服设计均按基本烈度地震作用进行结构抗震分析的，主要是以概念设计和抗震构造措施来保证关键构件承载力达到预定的抗震性能目标。中震作用下进行弹性设计和不屈服设计均不进行组合内力调整（强柱弱梁、强剪若弯、强节点弱构件的调整），抗震等级四级，不考虑风荷载作用，结构的水平地震影响中系数取小震的2.85倍即0.12，中震设计参数选取见表5，计算分析采用SATWE软件程序进行中震验算，

根据表1所提出的抗震性能目标，对底部加强区和设备层（层5及以下）的关键部位的重要构件如核心筒剪力墙、框架柱进行中震抗剪弹性验算，计算时采用与小震弹性计算相同的荷载作用分项系数、材料分项系数和抗震承载力调整系数，这就使设计构件既在中震作用下处于弹性状态又从一定程度保留了结构的安全度和可靠度。计算结果表明，底部加强区和设备层（层5及以下）的关键部位的重要构件应按中震作用的内力进行设计配筋，适当提高核心筒剪力墙和框架柱的配筋率、体积配箍率及增设型钢等措施，满足中震抗剪弹性的性能目标。

对底部加强区和设备层部位（层5及以下）的关键部位的重要构件如核心筒剪力墙、框架柱进行了中震抗弯不屈服验算，对层5以上核心筒剪力墙和框架柱进行了中震不屈服验算，计算时荷载作用分项系数取1.0（组合值系数不变），材料分项系数取标准值；抗震承载力调整系数γRE取1.0，则使设计构件在中震作用下达到弹性极限状态，计算结果表明，按中震不屈服和小震弹性分析结果的较大值进行设计，满足结构在中震作用下不屈服的性能目标。

中震设计参数选取 表5

5.4 大震下主要墙肢受剪截面控制条件验算

按照性能目标的设定，本工程关键部位的竖向构件（核心筒墙底部加强区及设备层部位）应满足大震不屈服下的受剪截面控制条件VGE+6.95VEK≤0.15 fCKbh0。经过对核心筒布置、墙厚和混凝土强度等级的调整，并适当考虑型钢柱的作用后，经过计算分析，在大震不屈服工况下，各主要墙肢截面可满足要求。

5.5 大震下静力弹塑性推覆分析

为保证结构“大震不倒”的第三水准抗震性能目标，判断结构在大震下是否存在薄弱区并评价薄弱区的薄弱程度，计算结构在罕遇地震作用下的层间弹塑性位移角和了解塑性铰分布情况，检验核心筒和框架是否实现了“强柱(墙)弱梁”的抗震准则，并针对性地采取加强措施和优化结构布置，对本工程进行了静力弹塑性分析。

采用中国建筑科学研究院开发的PUSH&EPDA软件进行静力推覆分析，主要是进行弹塑性阶段的变形验算。采用在SATWE计算模型的基础上经过简化后的模型，去掉地下室部分，采用刚性楼板假定。结构分析步骤主要分为：施加竖向静力荷载作为初始应力，施加倒三角形的侧推荷载对结构进行Pushover分析，确定对应的罕遇地震下的结构反应特性和弹塑性发展情况。大震分析时，水平地震影响系数最大值取0.28，特征周期取0.40s。

结构静力弹塑性分析的需求谱和能力谱关系图见图8、图9，静力推覆弹性分析计算结果计算结果见表6。在X向Y向静力推覆作用下，能力曲线和需求曲线的交点，即性能点。由性能点向上与周期-最大层间位移曲线相交，所对应的纵坐标即为大震下的弹塑性层间位移角。经过计算分析：（1）X、Y 向推覆分析的最大弹塑性层间位移角分别为1/586，1 /585，结果表明，罕遇地震作用下，结构层间位移角能满足高规4.6.5条要求，即控制层间弹塑性位移满足小于1/100。能力谱性能点以上的上升段表明，结构整体性能在6度大震作用下具有一定的富余度，能保证结构安全。（2）在推覆过程中，塑性铰首先在核心筒连梁出现，沿竖向陆续出现，起到耗能的作用；然后是底部核心筒剪力墙局部出现少量水平裂缝而非剪切斜裂缝，为拉坏或压坏退出工作，剪力墙弯曲较发展较多，未出现剪力铰，表明剪力墙具有较大抗剪承载力，在罕遇地震作用下不发生剪切破坏；最后是部分框架梁在柱端出现塑性铰，外框架柱一直保持不屈服状态，表明框架能形成第二道抗震防线，很好地保证了结构在大震作用下的整体延性。从整个结构构件的塑形铰分布和出现顺序可以看出，结构表现为较合理的屈服机制。（3）结构竖向构件在大震作用下具较大的承载力及较好的延性，符合“强柱(墙)弱梁”的结构设计概念。X向在第18步加载时，Y向在第21步加载时，结构能力谱与罕遇地震作用下的需求谱刚好相交，能顺利穿越需求谱，结构能满足“大震不倒”的抗震性能目标。

图8X向能力曲线、需求曲线及抗倒塌验算图图9Y向能力曲线、需求曲线及抗倒塌验算图

静力推覆弹性分析计算结果表6

6 结构设计中的关键问题和抗震超限加强措施。

通过对计算结果的分析比较可以看出，结构整体效应、竖向构件的内力分配等均能基本反映结构的真实情况。并根据计算结果，在抗震概念设计及抗震措施等方面对整体结构分析中发现的结构相对薄弱部位与构件采取措施，进行针对性的加强，减小了不规则平面、竖向和扭转带来的不利影响。

（1）在平面布置中，由于建筑功能需要，核心筒没有居中布置，引起一定的扭转效应；并且四层裙房的平面布置与主楼的位置关系也存在较大的偏心，虽然该质心偏心距并未大于底盘相应边长的20%，但由此引起的扭转效应还是非常明显。通过利用建筑裙房的楼梯间双向设置若干道自基顶至裙房屋面的剪力墙，一方面加大了结构整体的抗扭刚度，另一方面调整了结构主体质心与刚心之间的偏心；在主楼标准层部分，重点加大了周圈框架梁的截面尺寸，以加强结构的抗扭刚度。通过上述措施，使得抗侧力构件布置比较均匀对称，避免了过大偏心，调整第一、二、三周期中扭转分量所占比例至合理范围，控制楼层的最大弹性水平位移（或层间位移）与该楼层两端弹性水平位移（或层间位移）的平均值之间的比值在1.4以内，减少了扭转的不利影响。

（2）主楼2.2米层高的设备夹层，导致结构的侧向刚度在此处发生较大的变化。在结构设计中，通过调整此夹层的上下两层竖向抗侧力构件的截面尺寸与剪力墙的布置位置等措施，即尽量减小设备夹层的柱墙尺寸、加大或补强夹层下层的柱墙尺寸，以尽量减小相邻两层的侧向刚度差，力求结构抗侧力刚度按规范要求平稳变化，其计算结果基本满足现行规范的要求。并且由于此处夹层所带来的结构软弱层与框架短柱是结构的薄弱环节与关键部位，针对性的采用取抗震性能化设计，使此处以及底部加强区的剪力墙与框架柱分别满足中震弹性与中震不屈服的设计要求。

另一方面，从抗震措施上对相关楼层的竖向抗侧力构件进行进一步的针对性加强：从内力计算上对薄弱层的地震剪力乘以1.25的增大系数；从抗震构造措施上，对核心筒剪力墙底部加强区按中震弹性抗剪承载力确定水平分布钢筋，按大震作用的要求进行进行抗剪截面验算。约束边缘构件设置范围延伸到轴压比不大于0.3的楼层，沿墙肢的长度取墙肢截面高度的1/4，全部采用箍筋，适当加大其纵钢筋配筋率和体积配箍率。对核心筒角部墙体全高设置约束边缘构件。由于2.2米设备夹层的存在，使得夹层处的框架柱成为超短柱，抗震尤为不利根据抗震规范6.2.9条验算框架柱的剪跨比λ＝Mc/Vch0，当反弯点位于柱高中部的框架柱可按柱净高与2倍柱截面高度之比计算。经验算，本工程框架柱存在剪跨比λ≤1.5的情况。

图10型钢混凝土柱典型截面及与混凝土梁连接节点

对于这些框架柱，设计中按照规范采取更加严格的抗震措施以提高框架柱的承载力与延性，保证柱的塑形变形能力。具体措施如下：（a）按提高一级抗震等级（即采用抗震等级为二级）的规范限值进一步控制这些框架柱的轴压比。（b）沿柱全高采用井字复合箍，箍筋肢距为100mm，箍筋直径不小于12mm，进一步提高柱的体积配箍率。（c）对于设备夹层处的框架柱采用型钢混凝土柱，并上下各延伸一层，进一步提高其抗震承载力与延性，型钢混凝土柱典型截面及与混凝土梁连接节点见图10。（d）设计上有意识地在该层采用宽扁梁，减少该层处的框架梁高度，尽量加大框架柱的剪跨比。通过以上措施改善其抗震性能，以尽量减少由于刚度变化而带来的不利影响。保证了框架能形成第二道抗震防线。

（3）楼板是传递整个地震水平力的重要构件，本工程的裙房部分开有大洞，造成楼板局部不连续；并且在建筑21层～23层，为保证建筑立面效果，一侧框架柱采用斜柱（斜度为72度），虽然斜度较小，但引起的楼盖应力不可忽视。设计对于裙房所有楼板以及斜柱楼层楼板均采用局部弹性楼板计算，设计利用PMSAP进行弹性板的应力分析，楼板的内力分析与截面设计已考虑了竖向荷载组合以及斜柱的内力影响。但程序的楼板应力输出中仅有各工况下应力结果，设计在施工图设计阶段将按照其截面设计结果并经手工应力组合复核，对于楼板平面内应力的分析手段和方法，我国规范未作出明确的规定。根据文献[4]建议公式，楼板在小震下满足：σLk.小震≤ftk，σLk.小震为小震作用下楼板主拉应力的标准值，ftk为混凝土抗拉强度标准值。采用双层双向配筋时，中震下应满足：σL.中震≤fyAs/γREhs，σL.中震中震作用下楼板主拉应力设计值取小震应力的2.85倍，；fy为钢筋抗拉强度设计值；As表示在间距s范围内上下层钢筋截面积；h表示板厚；γRE=0.85为抗震承载力调整系数小震作用下，通过校核，均可满足重点部位钢筋在中震下不屈服。分析结果显示，拉应力较大集中在楼板开洞处，立面较大收进部位上下楼层的楼板以及核心筒角部等均考虑适当提高楼板配筋率。

（4）本工程尤其裙房部分楼层平面楼板缺失较多，造成楼板局部不连续，平面不规则。在连接薄弱的核心筒部位楼板均加厚至150mm，裙房屋面板板厚不小于150mm，并将相邻楼层的楼板厚度加厚至130mm，其它裙房楼层板板厚与斜柱楼层的楼板厚度不小于130mm，并加强楼板配筋方式，并拟采用加大配筋率、双层双向配筋等措施以增强楼层平面刚度，减少楼板缺失对楼面刚度产生削弱的影响，保证楼层水平地震力的正常传递。

（5）本工程由于裙房局部楼板开大洞，存在局部穿层柱的不利情况，严重削弱了首层楼层的侧向刚度。在施工图设计时，采取实际的柱计算长度系数，考虑二阶效应进行计算分析，按本层短柱的最大剪力复核其穿层柱的承载力，并对穿层柱的稳定性进行分析。在抗震构造措施上采取加大穿层柱的截面和配筋，限制轴压比，并采用通高箍筋加密等措施以进一步确保其安全。

（6）整体分析时考虑顶部21m高构架的影响，并采取有效措施保证椭圆长轴外侧水平长悬挑围护结构及顶部构架的安全。屋顶构架为幕墙结构，由专业幕墙设计单位根据现行《玻璃幕墙工程技术规范》（JGJ101-2003）进行设计施工，幕墙设计的侧向荷载（作用）取值按国家规范执行。其中屋顶幕墙悬臂最高近21m，抗侧结构采用基本均匀分布的钢桁架，桁架高度为2.0m，各桁架构件均采用矩形钢管，其中弦杆采用140x220x5矩形钢管，腹杆为80x80x5方钢管，为增强各竖向桁架的稳定性和屋顶钢架的整体性，水平方向沿高度布置水平桁架，作为竖向桁架的侧向支撑。

7 结语

弹性及弹塑性分析结果表明，通过选用合理的结构体系和结构布置以及所采取的抗震加强措施等，该项目结构设计达到了预期的抗震性能目标，各项性能指标均符合现行规范和规程的要求，完成基于性能的抗震设计，结构设计安全、可行。该项目已完成并通过安徽省住房和城乡建设厅在芜湖组织的安徽省超限审查专家委员会对本工程进行抗震设防专项审查，正在施工中。

参考文献

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作者简介：田晔(1978-)，女，大学本科，一级注册结构工程师.