广东省建筑设计研究院 广东.深圳 518000
摘要：联城工业厂房城市更新单元项目为超高层公寓办公楼，采用框架剪力墙结构体系。因方案调整，在多层楼板新增开洞。本文针对此结构调整，对本工程跃层柱及开洞楼板进行了分析，结果表明结构是可行的并安全的。
关键词：超高层；楼板开洞；跃层柱
1、工程概况
联城工业厂房城市更新单元项目位于深圳市罗湖区，由主塔楼及局部裙房组成，塔楼与裙房间由抗震缝分为两个独立的抗震单元。塔楼地面以上共40 层，结构高度166.2m。一~五层为商业及配套设施，上部为办公、公寓。地下室2层，为设备机房和停车场。本工厂总建筑面积为5.1万平方米。
本工程为框架剪力墙结构，高度166.2m，为超B级高度建筑，同时还存在扭转不规则、凹凸不规则、楼板不连续、尺寸突变这4项 “超限审查要点表二”中的不规则项。在方案调整之前，本工程已在初设阶段通过超限审查，并在施工图阶段通过施工图审查。
2、方案修改说明
2.1建筑修改前后对比
方案由于建筑功能需求在塔楼第十八、二十、二十二、二十四层开洞，具体如下：
图1修改前建筑图
图2修改后建筑图
2.2该方案修改对结构可能产生的影响：
a.整体指标可能会有小的差异
b.开洞形成跃层柱，承载力和稳定性会有变化，需复核；
c.洞口周边的楼板和上下层的楼板应力可能会有增大，需复核。
图3修改前结构图
图4修改后结构图
3、整体弹性（小震）计算分析
根据要求，本工程采用了YJK系列软件（1.8版）及ETABS（2015版）进行整体计算对比，计算时考虑偶然偏心、双向地震、扭转耦联及施工模拟。
图5地震作用下层间位移角对比
从结构计算主要结果对比可以看出，开洞前后整齐指标差异微小，结构指标曲线基本重合。
4、开洞形成的跃层柱分析
图6一阶屈曲模态（x轴平面内屈曲）
4.2跃层柱承载力XTRACT补充验算
为了更准确的计算跃层柱的拉弯、压弯承载力，按照《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）附录E的方法，采用截面分析软件XTRACT进行补充计算，分析跃层柱的截面承载力，其柱内纵筋按原施工图配筋输入，得到跃层柱的P-M曲线，并提取各组合工况内力，与之比较，进行验算。
验算结果表明，跃层柱可以满足中震抗弯轻微损坏要求。
5、楼板（大震）应力分析
由于楼板开洞是隔层进行的，针对开洞楼层及上下层楼板进行大震作用下的应力分析，计算结果如下图：
图7开洞层楼板Y向正应力S22
图8开洞层楼板Y向剪应力S12
图9开洞层上层楼板Y向正应力S22
图10开洞层上层楼板Y向剪应力S12
由各工况下的楼板应力图可以看出，楼板大部分区域正应力较小。应力较大主要集中在剪力墙核心筒及楼梯间周边、部分墙肢及梁边两侧等区域的楼板，主要由于墙（梁）平面外弯矩使楼板在交接处产生局部变形、刚度突变形成应力集中等因素造成的。
考虑到局部应力集中并快速消散，取稳定的最大值进行统计，大震作用下楼板开洞楼层的楼板最大正应力在3.0MPa左右，最大剪应力在1.5 MPa左右。楼板开洞楼层上下层的楼板最大正应力在2.7MPa左右，最大剪应力在1.3MPa左右。故经复核，楼板板厚150mm，配筋C10@150均能满足相应要求。
6、针对楼板开洞采取的加强措施
6.1计算措施
a.整体参数控制分别采用2个空间结构分析程序YJK、ETABS进行分析，分析时考虑扭转耦联、偶然偏心及双向地震作用的影响
b.方案修改前和修改后的整体指标对比（YJK开洞后指标和YJK开洞前进行对比）。
c.验算大震作用下大开洞楼板
d.补充验算跃层柱计算长度、PM曲线专项分析。
6.2设计和构造措施
根据上述计算分析，针对楼板不连续，需加强开洞周边、核心筒周边楼板厚度，根据大震楼板应力分析，双层双向拉通配筋。楼板板厚最小取150mm，配筋为C12@150。跃层柱应适当提高配筋率，箍筋全高加密。
7、小结
综上所述，虽然方案修改后存在楼板不连续不规则项和跃层柱局部不规则项，但并未影响原有结构体系和主要构件不知。通过以上分析结果表明，多项指标均表现良好，满足规范的有关要求，且与原开洞前方案指标差异微小。对于楼板不连续和跃层柱采取的有效的计算和构造加强措施可满足相关规范的要求。因此，方案调整后的结构是安全可行的。
参考文献
[1] 高层建筑混凝土结构技术规程：JGJ 3—2010[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.
[2] 建筑抗震设计规范：GB 50011—2010[S].北京：中国建筑工业出版社，2010.
[3] 混凝土结构设计规范GB 50010—2010.[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.
论文作者:赵丹
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第19期
论文发表时间:2018/11/6
标签：楼板论文; 开洞论文; 应力论文; 结构论文; 方案论文; 承载力论文; 不规则论文; 《建筑学研究前沿》2018年第19期论文;