首层超高超B级高度高层设计

贾树华

摘要：随着经济的发展，超高高层建筑越来越多，且随着人们对建筑气派的追求，高层建筑首层大堂的高度也是越来越高，本文针对这两种情况，结构具体工程，详细介绍了具体的设计方法和对超限项目的具体措施。

关键词：超限高层；性能设计；稳定；抗剪承载力；楼层屈服强度系数

Abstract: with the development of economy, ultra high building more and more, and as the pursuit of building style, high building, first floor hall height is also more and more high, in this paper the two kinds of circumstances, structure concrete engineering, introduces in detail the design of concrete method and the specific measures to overrun project.

Keywords: overrun top; Performance design; Stability; The shear capacity; Floor yield strength coefficient

中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：

1.工程概况

顺德某商务区1号地块包括六个大型综合体，其中1号楼是整个发展项目的核心，建成将成为顺德新城发展的新地标。1号楼正方形建筑平面，地上建筑面积约9万m2,塔楼结构总高度212.5m(建筑高度约220m),首层层高15m,地面以上47层，均为办公用途，地下三层，为车库和设备用房。

图1建筑效果图图二剖面示意图

2.结构体系与结构布置

本工程塔楼为办公楼，根据其建筑布局和高度较大的特点，选择了刚度和延性较好的钢筋混凝土框架-核心筒结构作为结构体系。框架柱上下连续贯通，核心筒剪力墙在中区、高区根据结构刚度需要及建筑使用功能要求有部分取消。

结构的主要抗侧力体系由钢筋混凝土核心筒和外框架共同组成。结构的平面尺寸为42mX42m,其中核心筒平面尺寸为23.4mX22.9m,结构高宽比适中。为了减少框架柱截面尺寸和提高外框架抗震性能，在低区楼层框架柱采用型钢混凝土柱，其余楼层采用普通钢筋混凝土柱。主要柱截面尺寸为1400X1400，1200X1200。

结构平面柱网尺寸较大，为10.5m,为保证竖向荷载合理传递，平面角部区域采用钢筋混凝土井字梁，其余区域采用单向次梁楼盖。由于核心筒与周边框架柱压缩变形差以及楼面荷载较大等因素，使得避难层楼面梁与核心筒图3标准层结构平面布置图相连一端受力较大，采用水平加腋的措施提高其抗弯承载力与抗震性能。主要主梁截面尺寸为500X800、500X700，主要次梁截面尺寸为250X600、200X700、300X700。

塔楼采用现浇钢筋混凝土楼盖，其中核心筒范围内板厚为150mm,核心筒范围外办公楼层板厚为110mm,避难层和屋面层板厚为150mm。

塔楼标准层结构布置详图3。

根据场地的地勘报告，主塔楼采用桩基础，桩基形式为大直径嵌岩桩。

3.超限情况及措施

按照《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）[1]，本工程塔楼结构总高度212.5m，属于超B级高度高层建筑；首层层高15m,根据SATWE计算结果，首层抗剪承载力与上一层的比值，X向为44%，Y向45%，小于高规[1]75%的要求，属于抗剪承载力突变。

针对本工程超限项目，采取了结构抗震性能化设计的措施。结构抗震性能目标按照《高规》第3.11节内容执行。本工程地处7度区，抗震设防类别为丙类，且结构规则性较好，因此设定结构抗震性能目标为C级，根据不同构件的重要性，分别进行小震弹性、中震弹性、中震不屈服、大震不屈服的分析计算。通过计算分析，塔楼在设防烈度地震作用下，结构能满座性能水准3（即中震不屈服）的要求，首层核心筒剪力墙和框架柱通过加强配筋可实现在设防烈度地震作用下的抗震性能水准2(即中震弹性)的要求。

塔楼首层层高达15m,首层剪力墙和外框柱的稳定性是结构安全的关键。根据高规附录D，验算首层墙肢稳定性，部分墙肢考虑首夹层楼板的作用，减少计算高度，计算墙肢的稳定计算轴力均大于墙肢在中震弹性计算下的轴力，即在中震弹性计算下墙肢稳定满足要求。首层外框柱最大无肢长度15m，均为型钢混凝土柱，柱截面为1400X1400，十字形截面钢骨为1100X200X35X35，选取稳定性较为不利的角柱，采用SAP2000软件，进行屈曲稳定分析，求得计算长度系数为0.664，在整体模型计算中，首层柱的计算长度系数仍偏于保守按1.25。

针对首层抗剪承载力突变，a确保首层的屈服强度系数[2]大于1.5，b首层剪力墙按照中震弹性和大震不屈服计算加强配筋，加强配筋后，首层抗剪承载力达到上一层的81%。楼层受剪承载力是指在所考虑的水平地震作用方向上，该层全部柱、剪力墙、斜撑的受剪承载力之和。剪力墙的受剪承载力按下式计算：

框架-核心筒结构水平力大部分由核心筒承担，因此主要计算剪力墙的受剪承载力，通过计算，首层核心筒剪力墙的水平分布筋配筋率提高到1.6%后，结构满足楼层承载力的要求。

结语

本工程为首层超高，总高超B级高度的超限高层建筑，设计中用于概念设计的方法，优化结构体系和结构布置，并采用了基于性能的抗震设计方法，对抗剪承载力突变，提出了楼层屈服强度系数和提高水平分别筋提高抗剪承载力的要求，最终使结构满足抗震性能目标C级的要求，设计合理有效，安全可行。

参考文献

【1】《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010，中国建筑工业出版社，北京，2010年

【2】《建筑抗震设计规范》GB50011-2010，中国建筑工业出版社，北京，2010年

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看