摘要：随着社会的发展，商住混合高层结构不断涌现，而底部商业大多要求大空间，传统的纯剪力墙结构很难满足建筑功能的要求，因而需要采用框剪、底部转换等结构形式。本文通过工程实例分析，采用部分框支剪力墙结构来满足底部商业大空间的建筑功能要求。
关键词：大空间；商住混合；底部转换；部分框支剪力墙
一、工程概况
该项目位于西宁市滨河南路和五一路东南角。建筑抗震设防类别为丙类，抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.10g，设计地震分组为第三组。地下一层地上二十六层，地上一至三层为商业，四至二十六层为住宅，该项目采用部分框支剪力墙结构且框支层位于地上三层，属于复杂结构体系，除核心筒部分以外，其它部分均做转换，转换层以下混凝土强度采用C45，转换层及上一层采用C55，以上采用C40~C30，钢筋均采用HRB400。
图一、一至三层墙柱定位示意图 图二、四至二十六层墙柱定位示意图
图三、转换层结构平面布置示意图
二、计算模型
转换柱尺寸基本在900~1100mm，框支转换主梁尺寸基本在800~900x1500mm，框支转换次梁尺寸基本在400~450x1500mm，框支梁顶高度及位置需配合后续专业管道位置。结构布置如下图一至图三所示：
三、计算分析
结构计算采用软件PKPM2010 V3.1.6，结构空间整体简图如下：
图四、结构空间整体简图
经过计算，结构位移、周期、配筋均满足规范要求：
X 方向地震作用下的楼层最大位移 1/1090.(第 13层第 1塔)
Y 方向地震作用下的楼层最大位移 1/1600.(第 19层第 1塔)
X+偶然偏心地震作用规定水平力下的楼层最大位移：
X方向最大位移与层平均位移的比值: 1.19(第 2层第 1塔)
X方向最大层间位移与平均层间位移的比值: 1.20(第 2层第 1塔)
X-偶然偏心地震作用规定水平力下的楼层最大位移：
X方向最大位移与层平均位移的比值: 1.08(第 4层第 1塔)
X方向最大层间位移与平均层间位移的比值: 1.20(第 4层第 1塔)
Y+偶然偏心地震作用规定水平力下的楼层最大位移：
Y方向最大位移与层平均位移的比值: 1.18(第 3层第 1塔)
Y方向最大层间位移与平均层间位移的比值: 1.19(第 2层第 1塔)
Y-偶然偏心地震作用规定水平力下的楼层最大位移：
Y方向最大位移与层平均位移的比值: 1.16(第 2层第 1塔)
Y方向最大层间位移与平均层间位移的比值: 1.16(第 2层第 1塔)
周期计算结果如下：
考虑扭转耦联时的振动周期(秒)、X,Y 方向的平动系数、扭转系数
振型号 周 期 转 角 平动系数 (X+Y) 扭转系数
1 2.8980 176.72 1.00 ( 1.00+0.00 ) 0.00
2 2.2592 86.75 1.00 ( 0.00+1.00 ) 0.00
3 1.8527 87.49 0.05 ( 0.01+0.04 ) 0.95
4 0.8830 176.57 0.99 ( 0.98+0.00 ) 0.01
5 0.6585 88.18 0.94 ( 0.00+0.94 ) 0.06
6 0.6071 66.62 0.11 ( 0.03+0.08 ) 0.89
7 0.4931 176.82 0.96 ( 0.95+0.01 ) 0.04
8 0.3642 103.70 0.36 ( 0.04+0.32 ) 0.64
9 0.3376 80.80 0.76 ( 0.08+0.68 ) 0.24
10 0.3213 178.98 0.93 ( 0.90+0.03 ) 0.07
11 0.2153 178.18 0.96 ( 0.96+0.00 ) 0.04
12 0.2009 100.69 0.47 ( 0.04+0.43 ) 0.53
13 0.1879 78.85 0.63 ( 0.03+0.60 ) 0.37
14 0.1520 178.39 0.97 ( 0.96+0.00 ) 0.03
15 0.1251 104.09 0.45 ( 0.07+0.38 ) 0.55
16 0.1185 77.54 0.74 ( 0.12+0.62 ) 0.26
17 0.1146 178.02 0.83 ( 0.81+0.02 ) 0.17
18 0.1009 112.44 0.12 ( 0.06+0.06 ) 0.88
地震作用最大的方向 = -3.700 (度)
从周期结果可知，第一二周期分别为X、Y方向的平动，第三周期为扭转，周期比满足规范要求。
四、结论与建议
1、落地剪力墙所承担地震倾覆力矩百分比《高规》[1]10.2.16第七条：框支框架承担的地震倾覆力矩应小于结构总地震倾覆力矩的50%。2、转换层层数[2]，填4，包含地下室。3、抗震等级应提高一级。《高规》10.2.6：转换层设置在三层及三层以上的部分框支剪力墙结构，抗震等级应提高一级。4、转换层指定为薄弱层。计算结果显示，转换层为薄弱层，薄弱层地震剪力放大系数= 1.25。5、当计算结构为薄弱层时，刚度比应控制在0.8以内，即Ratx1、Raty1≤0.8。6、特一级结构，转换柱均采用芯柱，可提高轴压比限值，保证框支柱截面不致过大。7、周期比Tt/T1≤0.85，《高规》3.4.5：第十章规定的复杂结构体系周期比不应大于0.85。8、时程分析补充计算[3]。《高规》4.3.4：7-9度的高层建筑，第十章规定的复杂高层结构应作时程分析补充计算。设计时采用自动选波，单波控制在0.65-1，平均控制在0.8-1，人工波数为1/3，当结果不满足要求时，可采用放大系数法来调整，保证时程分析结果不大于CQC方法。9、当超筋严重时，可采用提高混凝土强度方法解决，本项目转换层及上一层的混凝土强度采用C55。10、转换层上下各一层板厚均采用120mm，转换层板厚为180mm，双层双向配筋，配筋率不小于0.25%。《高规》10.2.23。
参考文献：
[1] 高层建筑混凝土结构技术规程 [s]，JGJ3-2010。中国建筑工业出版社，2010
[2]多层及高层建筑结构空间有限元分析与设计软件（墙元模型） （V3.1）用户手册，中国建筑科学研究院，2015
[3]朱炳寅，高层建筑混凝土结构技术规程应用与分析，中国建筑工业出版社，2013
论文作者:李广义,殷欣
论文发表刊物:《基层建设》2018年第23期
论文发表时间:2018/10/1
标签：位移论文; 结构论文; 比值论文; 方向论文; 平均论文; 周期论文; 系数论文; 《基层建设》2018年第23期论文;