（南京城镇建筑设计咨询有限公司，江苏南京210000）
摘要：以下本文结合工程实际,对多塔楼复杂高层建筑的结构设计进行计算分析,并提出了有关抗震构造的加强措施，可为同类设计提供参考。
关键词：大底盘单塔楼；偏置结构；扭转不规则；楼板
前言
某商业广场A区工程集办公、商业、娱乐、餐饮于一体，包括三栋高层及其裙房，并带有二层地下室。总建筑面积24.84万平方米，其中地上18.66万平方米，地下6.18万平方米。总体平面布置示意图见图1。
本工程三栋高层建筑的地下室为连在一起的二层普通地下室，地下一层局部带有夹层，地下二层层高为4.80m，地下一层层高为（3.50+3.50）m。地下室平面总长369.0m，宽73.8m。地下室主要功能有商业步行街、车库、设备用房等。
1工程设计
1.1设计基本参数
（1）结构的设计使用年限为50年。
（2）建筑结构的安全等级为二级。
（3）地基基础设计等级为甲级。
（4）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。
（5）建筑抗震设防类别：根据GB50223－2004第6节，三栋高层建筑的裙房高度范围区段均应划为乙类建筑。根据《建筑抗震设计常见问题解答》，对于大底盘高层建筑，当其下部裙房属于乙类建筑时，可将裙房及与之相邻的上部二层定义为加强部位，按乙类建筑进行抗震设计，其余各层划为丙类建筑。
1.2结构体系
三栋高层建筑的二层地下室连在一起，整个地下室不设置变形缝。三栋高层建筑地上部分，塔楼与各自的裙房之间均不设置变形缝，各为一个结构抗震单元。三栋高层建筑均以地下室顶板作为嵌固端。
三栋高层建筑均属于大底盘单塔楼偏置的高层建筑结构，均采用现浇钢筋混凝土框架－核心筒结构体系。核心筒平面尺寸均为14.00×14.00m左右，大于筒体总高的1/12，满足规范要求。外框与内筒之间由于跨度较大，增设一排内柱。与塔楼相连的裙房采用现浇钢筋混凝土框架结构，局部在两个方向的适当部位设置剪力墙以调整塔楼与大底盘的刚质心偏心和大底盘楼层的扭转位移比。
1.3抗震等级
塔楼出裙房屋面第三层及以上区段的剪力墙抗震等级为二级，框架抗震等级为三级。
裙房高度范围及相邻上两层为乙类建筑，其抗震措施应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求，即该区段的抗震措施按7度要求，则该区段的剪力墙抗震等级为二级，框架抗震等级为二级。
本工程以地下室顶板作为上部结构的嵌固端，故地下一层的抗震等级应按上部结构采用，即地下一层的剪力墙抗震等级为二级，框架抗震等级为二级；地下室中无上部结构部分的抗震等级为三级；地下二层的剪力墙抗震等级为三级，框架抗震等级为三级。
剪力墙底部加强部位高度取至塔楼出裙房屋面第三层楼面。
分段抗震等级示意图见图2。
1.4特殊措施
1.4.1由于裙房与塔楼连在一起，沉降计算分析结果见表2，考虑到塔楼与裙房之间的沉降差，在塔楼与裙房之间设置沉降后浇带，以释放一部分塔楼封顶前沉降差引起的应力，见图3，然后通过加大相连构件的配筋、加强构造等措施抵抗在塔楼封顶后的沉降差引起的应力。
1.4.2整个地下室平面长为369.0m，宽73.8m，未设置变形缝，为防止混凝土开裂采取以下措施：
（1）结合塔楼与裙房之间的沉降后浇带设置伸缩后浇带，见图3；
（2）要求地下室混凝土中掺入低碱类抗裂膨胀剂，地下室外墙混凝土中另加适量的抗裂防渗纤维以提高混凝土早期抗裂性能；
（3）在后浇带之间采用无缝施工技术，每隔30～40m设置一道2.0m宽的膨胀加强带来缓解早期混凝土收缩裂缝的产生；
（4）适当提高通长钢筋的配筋率以抑制温度裂缝；
（5）要求施工中应采取有效措施减少施工过程中的混凝土开裂。
1.4.3三栋高层的裙房平面尺寸均超出规范限值，考虑采取以下措施：
（1）屋面加强保温；
（2）加强楼屋面配筋；
（3）结合塔楼与裙房之间的沉降后浇带设置伸缩后浇带等。
1.4.4地下室顶板作为上部结构嵌固端的抗震措施：
（1）地下室一层与上部结构一层的刚度比计算采用剪切刚度算法，回填土约束刚度比取0，地下室两个方向增设部分剪力墙调整剪切刚度比以满足要求。计算该刚度比时，地下室范围取上部结构外围线向外45度的范围，但A2楼为利用西侧地下室外墙刚度而算至此外墙。由于地下一层的夹层范围较小，在计算刚度比时略去其对地下室的刚度贡献而不进入计算。
上述剪切刚度比均大于2.0，则地下室顶层可作为上部结构的嵌固端。
（2）抗震构造措施，应满足JGJ3-2002第4.5.5条、第4.8.5条的构造措施。
1.4.5避免刚度突变的措施：
塔楼设备层层高为1.80m，为避免出现超短柱和楼层侧向刚度突变，将设备层上层楼面设计成二次结构支承在设备层楼面上，二次结构楼面与竖向构件之间留设变形缝。这样使得上下抗侧刚度相对较为均匀，不产生较大的变化
2结构计算
三栋高层建筑均为大底盘单塔楼偏置结构，属于体型特别不规则的高层建筑结构，按照JGJ3-2002要求采用两种不同的力学模型的三维空间程序进行结构整体内力、位移计算，并采用弹性时程分析法进行补充计算。
（1）采用SATWE和PMSAP两个程序进行计算；
（2）采用SATWE自带的弹性时程分析功能，采用弹性时程分析法对主体结构在地震波作用下的反应加以计算，作为结构抗震设计的辅助计算。
3结构不规则类型及超限判别
三栋高层均属于A级高度钢筋混凝土高层建筑。A1楼、A3楼为扭转不规则、竖向不规则；A2楼为扭转不规则、竖向不规则、四层楼板局部不连续。
三栋高层均为大底盘单塔楼偏置结构，属于体型特别不规则结构，为超限高层建筑。
三栋高层建筑均为大底盘单塔楼偏置结构，竖向质量分布不均匀，同时塔楼偏置在裙房一侧，抗震设计将采取以下措施：
（1）采用两种不同的力学模型的三维空间程序进行结构整体内力、位移计算，并采用弹性时程分析法进行补充计算。
（2）根据塔楼平面布置的特点，除在结构两个主轴方向分别考虑水平地震作用外，沿斜交抗侧力构件方向分别计算水平地震作用，并按地震作用效应的不利情况进行构件的配筋设计。
（3）计算结果反映，在裙房屋面处楼层地震剪力有较大的突变，因此对裙房屋面上一层塔楼强制指定为薄弱层，使其地震剪力乘以1.15的增大系数。
（4）通过在裙房两个方向的适当部位设置剪力墙调整塔楼与底盘的刚质心偏心率
最大不超过0.25左右。
（5）从严控制结构在考虑偶然偏心影响的地震作用下的扭转效应，其楼层扭转位移比不得大于1.4，同时在计算中考虑双向水平地震作用下的扭转影响。
（6）剪力墙底部加强部位高度取至裙房屋面以上两层高度。
（7）对薄弱部位采取有效的抗震构造措施：底盘屋面及其上下相邻层楼板采用弹性楼板计算。底盘屋面楼板不小于180mm，并应加强配筋构造，底盘屋面上下层结构的楼板取150mm，同时加强构造措施。
（8）塔楼中与裙房相连的外围竖向构件从固定端至裙房屋面上一层的高度范围内按JGJ3-2002第10.6.4条加强。
（9）A2楼四层楼面采用符合楼板平面内实际刚度变化的弹性楼板计算模型，并将楼板厚度取180mm，同时加强配筋构造。
（10）底部部分框架柱、型钢柱轴压比最大值接近于规范限值，施工图设计时考虑适当增大框架柱截面及型钢柱含钢率。
4结语
通过以上分析和所采取的抗震措施，本工程结构是合理的，分析结果均符合规范要求，是安全可靠的，而且完全满足使用要求。
论文作者:张涛
论文发表刊物:《建筑建材装饰》2015年9月下
论文发表时间:2016/9/6
标签：塔楼论文; 结构论文; 地下室论文; 刚度论文; 底盘论文; 措施论文; 楼板论文; 《建筑建材装饰》2015年9月下论文;