江苏筑原建筑设计有限公司 213002
摘要：在建筑工程建设结构设计工作中，为了保证建筑工程稳定性和高效性的同时，设计人员还必须要重视对抗震工作的设计，针对建筑结构的特点以及工程的需求来进行合理地优化并采取科学的措施来提升建筑结构本身的性能，作者以某商贸广场带夹层商业楼结构设计为例来对建筑结构设计工作以及抗震设计工作进行分析。
关键词：结构设计；工程概况；抗震设计
前言：
建筑结构设计工作的科学性和稳定性与否直接影响到建筑工程的整体质量，设计人员在实际的工作中，应该对建筑结构设计的高效性加强重视。并且在保证建筑系统达到标准的基础上对建筑设计结构进行改进和优化，同时提升减震设计工作的高效性在这一过程中，设计人员需要对建筑结构的特点进行深入了解，进而为建筑结构设计工作奠定基础。
一、结构设计
在建筑工程实践中，通过各种不同程度的理论和实验可以看出，很多建筑结构在受到强烈地震的情况下仍然不会出现建筑倒塌的现象，从建筑结构设计的角度上看，主要是由于这种类型的建筑结构往往具备以下两点条件；
1、建筑结构的主体部位具有相对较强的储备能力。
2、结构的主要部位可以抵御地震的力量，适应能力相对较高。
在实际的建筑设计工程中，只需要满足这两个条件就可以提升建筑结构的整体稳定性，然而要想对建筑结构进行控制，需要在保证建筑节能性的基础上，提升其稳定性。其具体可从机构控制、连梁延性设计和柱体的延性设计等方面体现出来。
二、工程概况
1、本工程位于某市，建筑用途为菜场及商铺，一层及夹层为菜场与商铺，二层为超市与菜场，地上面积1.16万㎡；地下一层为人防车库。一层层高6.3m，二层层高6.0m，夹层层高3.3m。本工程设有一道抗震缝，分为A塔及B塔；B塔夹层面积较小，导致有一项不规则。建筑剖面图见图1，夹层平面图见图2。
2、其荷载取值。荷载可分为恒载与活载而本工程荷载按《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）及业主要求取值。
3、根据《建筑工程抗震设防分类标准》6.0.5条“商业建筑中，人流密集的大型的多层商业抗震设防类别应划为重点设防防类。及条文说明，本工程建筑面积1.16万㎡小于1.7万㎡，故本工程抗震设防类别为：标准设防类。
4、设计中存在的问题及结构规则性判断。本工程采用框架结构体系，混凝土等级C30；结构整体计算采用PKPM软件计算，计算中考虑双向地震作用、偶然偏心，按模拟施工3加荷计算。A塔竖向抗侧力构件连续，所有柱子均落地，夹层可认为是个自然标准层。B塔存在两个问题；
（1）夹层处存在竖向抗侧力构件不连续，局部柱子不落地；
（2）夹层平面面积与底层平面面积相比较小（小于底层面积1/3），存在楼板局部不连续的不规则项。
结构建立模型时，为了能绘制夹层处的柱、梁、板配筋图施工图，通常在夹层标高增加一个标准层（模型1），然后组装计算，计算完成后查看刚度比、层间抗剪承载力比、刚重比、周期比、剪重比、位移比主要参数是否满足规范要求。
①其楼层层刚度比。层的侧移刚度与柱长度密切相关，各层柱的长短对层侧移刚度影响最为明显，将底层（一个自然层）人为的分成两个标准层，柱高度降低接近一半，标准层的侧移刚度就会增加很多。故应增加一个结构模型（模型2）来判断B塔楼的侧移刚度。夹层面积较小可以忽略平面楼板对底层侧移刚度的影响，因此把夹层的荷载直接输到底层的柱上，重新组装模型，计算得出计算结果，模型1和模型2的侧移刚度比见表1，均符合规范要求。
②层间抗剪承载力。X向和Y向的最小楼层抗剪承载力之比均为1.0，出现在顶层，楼层承载力不存在突变，满足规范要求。
③刚重比。X向刚重比49.09，Y向刚重比51.90，均能满足规范整体稳定验算，可以不考虑重力二阶效应。
④周期比。A塔前三周期分别为0.6703、0.6369、0.5810，Tt/T1=0.87；B塔前三周期分别为0.8194、0.7786、0.6971，Tt/T1=0.85；A塔及B塔的周期比均小于0.9，可判别为扭转规则结构。
⑤剪重比。A塔的X向的质量参与系数为99.54%，楼层最小剪重比为4.51%；Y向的质量参与系数为99.73%，楼层最小剪重比为4.93%。B塔的X向的质量参与系数为99.50%，楼层最小剪重比为4.58%；Y向的质量参与系数为99.64%，楼层最小剪重比为3.97%。A塔及B塔的楼层最小剪重比均大于规范规定的最小楼层剪重比（1.6%），符合规范要求。
⑥位移比。最大位移与平均位移、最大层间位移与平均层间位移的比值及最大位移角结果。根据计算结果，楼层最大位移角符合规范要求，楼层最大位移比不大于1.2，扭转规则。
其位移角；A塔地震作用X =1/974，Y =1/1110、双向地震作用X =1/965，Y =1/1110、风荷载X=1/7485，Y=1/7900。B塔地震作用X=1/851，Y=1/839、双向地震作用X=1/793，Y=1/806、风荷载X= 1/6239，Y=1/9999。
其最大位移比；A塔地震作用X=1.08，Y=1.05、偶然偏心X+/ X-=1.19/1.07，Y+/ Y-=1.08/1.14、风荷载X=1.03，Y=1.14。B塔地震作用X=1.09，Y=1.12、偶然偏心X+/ X-=1.20/1.16，Y+/ Y-=1.07/1.20、风荷载X=1.07，Y=1.16。
根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）3.4.3条，对以上结果进行判断得出，本工程存在B塔楼板局部不连续的平面不规项及B塔竖向抗侧力构件不连续（局部夹层梁抬柱）的竖向不规则项两项，属于一般不规则建筑。
5、本工程结构设计主要措施。梁、板、柱配筋时，比较模型1和模型2的计算结果，取不利结果进行设计。B塔总长64m，框架结构，超长不多，因此设一道后浇带，同时采取端跨板配筋双层双向拉通的措施；B塔夹层处楼板，采用PKPM软件对楼板进行有限元分析。B塔楼夹抬柱梁，定义为转换梁，同时加强LZ柱梁顶部的配筋。
三、抗震设计
建筑结构的抗震设计是比较常见的设计方式之一，在实际的应用的过程中方式较多，在设计工作进行的过程中，主要应用的设计原理就是设计工作的主动性和被动结构的特点，在受到地震作用的时候抗震性明显增强，而且这种设计形式不仅提升了构件的整体强度，在耗能性方面也具有明显的优势。根据作者多年工作资历和上文所提，其抗震设计可分为吸震设计、阻震设计和隔震设计。
四、结语
本工程是形式单一的框架结构，由于存在夹层，底层层高，层的侧移刚度与柱长度密切相关，从表一所列的楼层侧移刚度比可以发现把夹层当个标准层建模，与将底层设为一个标准层建模的计算结果差别还是很大的，所以为防止层刚度比的误判，应增加模型2的计算。对于夹层，由于面积较小，属于楼板局部不连续，故需进行楼板有限元补充计算，对应力集中部位楼板配筋作加强处理。
参考文献：
[1]林振杨，高烈度区多层建筑结构体系比选浅析（J）低温建筑技术，2014（4）
[2]赵沛杭，浅谈建筑结构设计与减震设技（J）工程科技，2015
论文作者:王小燕
论文发表刊物:《基层建设》2015年25期供稿
论文发表时间:2016/3/24
标签：夹层论文; 刚度论文; 位移论文; 荷载论文; 建筑结构论文; 楼层论文; 结构设计论文; 《基层建设》2015年25期供稿论文;