摘要：在城市土地资源日益短缺的情况下，高层商住综合体建筑不仅解决了人们居住和服务方面的需求，而且对于城市土地资源的利用更加有效，体现出了城市的多样性和人性化的发展，在一定程度上缓解了城市发展过程中的问题。然而随着社会的进一步发展，高层商住综合体也伴随着相关问题的出现，需要加强研究与分析，对出现的问题进行有效解决，以促进城市的可持续发展。文章以高层综合体建筑项目为例，就综合体建筑结构设计过程中相关要点进行了深入地分析，着重从结构选型、结构弹性计算分析、侧向刚度的计算、结构抗震加强措施等几个方面进行了论述。分析了本工程结构特点，以及扭转不规则问题所产生的结构调整和采取的结构抗震加强措施。
关键词：超限高层；结构选型；上部结构计算；抗震措施
0引言
在当前城市的建设与发展过程中，高层商住综合体建筑成为城市建筑中的重要组成部分，其在城市发展过程中的重要性
不言而喻。在城市不断追求改革和创新的发展进程中，对于商住综合体建筑的设计需要进行更加全面的考虑，不仅需要满足当代
的需求，更需要为将来的发展进行考虑。在建筑结构设计过程中，由于结构空间较为复杂，从而给结构设计工作增加了较大的难度，故为了确保建筑的质量，提升建筑结构的耐久性，降低建设成本，需要做好建筑结构设计工作。本文结合工程实例，就高层综合体建筑结构设计重点问题进行探讨。
一、高层综合体建筑设计应考虑的因素
1功能属性角度考虑
商业、办公建筑应充分考虑建筑的城市尺度、整体尺度、街道尺度、近人尺度，做到与城市环境在尺度上的统一和协调。高层、超高层办公大楼，建筑形象应具有鲜明的可辨识度，具有大气、时尚等特征，成为片区标志性建筑之一。在环境空间上应充分发挥城市发展景观带与项目内部水街、广场、绿化等公共开敞空间的作用，利用其办公建筑与商业建筑形成的广场空间，对城市道路节点及相邻地块的空间和人流起到商业人气凝聚的作用。
2自身特点的规划考虑
由城市景观带两侧的南、北两地块组成，依托城市景观带的景观优势，打造以商业办公为核心的综合性建筑体。因此规划设计中必须要根据地块的自身特性，针对性地提供规划设计，布置符合其需求的功能产品。
二、工程概况
本工程建筑场地位于某市东区中山四路南侧、起湾道南路本侧，东裕路北侧，总用地面积约46000m2，场地地貌属于珠江三角洲冲淤平原区，该场地原有旧建筑物，属于旧改重建，原场地设有整体1层地下室库，埋深约5.20米，新建筑为2层地下车库，埋深约7米。新建筑物建筑面积67427m2，19层，框架剪力墙结构，分两栋塔楼（B2、B3型），其中B3型为写字楼，B2塔楼为酒店旅馆。建筑物立面处理复杂，造型新颖。
三、结构选型
1地基基础选型
根据地质勘察资料，本工程采用φ400，500PHC钢筋混凝土高强预应力静压管桩，400壁厚95mm，500壁厚100mm，采用AB类桩。施工时，视桩入土的情况而适当调整桩长，桩长暂定11~22m。要求压入强风化岩土层不少于1.0m，施工过程中，施工单位合理安排桩施工方案，减少挤土效应，避免推斜已施工桩，避免桩上浮。
2.抗侧力结构体系：本工程B3型采用现浇钢筋混凝土框架-剪力墙结构，楼板采用C30现浇钢筋混凝土梁、板。按照《建筑抗震设防分类标准》（GB50223—2008）和《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）的有关规定，按7度抗震设防及构造。
3.水平结构体系采用现浇框架梁板结构，结构整体性良好。
4.综合考虑结构的规则性及建筑的平面尺寸和功能要求，B型长度方向大于51米，宽度方向33米，结构平面有外凸的不规则形状，但经计算各项指标能满足规范要求，不属于严重不规则结构，且建筑使用功能上不允许设缝，故不考虑设置抗震缝，在长度方向设置一道后浇带。如图。
四、上部结构计算分析
1.计算原则
整体结构采用两个不同力学模型的结构分析软件PKPM系列-SATWE/2010版和Midas/Gen7.1.1进行（弹性）计算和校核。PKPM系列-SATWE/2010版程序为高层结构分析与设计的空间组合结构有限元分析软件，采用空间杆单元模拟梁、柱及支撑等杆件，用在壳元基础上凝聚而成的墙元模拟剪力墙。Midas/Gen7.9.5为三维空间有限元分析软件，采用三维梁单元模拟实际结构中的梁柱等构件，多种类型面单元模拟剪力墙（包括仅考虑面内荷载的静力凝聚墙单元、同时考虑面内面外的墙单元、三维板壳元等）。结构电算图形如图2。
2.弹性计算结果
（1）周期及周期比
本工程第一、二周期均为以平动为主的周期，第一扭转周期与第一平动周期比值＜0.9，满足《高层建筑混凝土结构设计技术规程》（JGJ3-2010）3.4.1条的规定要求。考虑偶然偏心最大扭转位移比＜1.4，基本满足《高层建筑混凝土结构设计技术规程》（JGJ3-2010）3.4.3条要求；
（2）最大层间位移角及位移比
（位移比按偶然偏心＋刚性楼板模型采用）本工程楼层的竖向构件的最大水平位移和层间位移，均小于该层平均值的1.5倍，符合《高层建筑混凝土结构设计技术规程》（JGJ3-2010）的规定要求，但Y向部分楼层考虑偶然偏心的扭转位移比大于1.2，故存在类Ⅰ扭转不规则情况。在多遇地震及50年一遇风荷载作用下，本工程结构的楼层层间最大位移角小于1/800，符合《高层建筑混凝土结构设计技术规程》（JGJ3-2010）第3.7.3条的要求。
（3）结构的地震力和层剪力
在规定的水平地震力作用下，本工程结构底层框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩10%但不大于50%，根据《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）8.1.3条规定，按框架-剪力墙进行设计。两个方向剪重比最小值为1.73%≥规范规定最小值1.60%，均满足《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）5.2.5条要求；根据《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）8.1.4条规定，框架-剪力墙结构的各层框架部分分配的楼层地震剪力标准值小于结构底部总地震剪力标准值的20%时，框架部分分配的楼层地震剪力标准值不应小于0.2Qo和1.5Qfmax的较小值，以确保框架具有一定的抗侧能力。本工程6层及以上楼层X向、Y向框架部分分配的楼层地震剪力标准值均小于0.2Qo，均需按此项要求进行调整，其调整系数为1～2之间。本工程刚重比大于1.4，能够通过《高层建筑混凝土结构设计技术规程》（JGJ3-2010）的整体稳定验算，同时所有刚重比均小于2.7，要考虑重力二阶效应。抗剪承载力不小于相邻上层抗剪承载力80%，故承载力发生突变。
五、结构抗震加强措施
针对本工程结构特点采用以下加强措施：
1.针对扭转不规则情况，在按规范要求采取相应的抗震措施的前提下，对µ>1.2的楼层，适当加强其外围框架柱的配筋。
2.针对第5层处塔楼相对于底盘偏心收进超过25%的情况，该部位的楼板加厚至150mm并按规范要求适当加强配筋，其上下层楼板也适当加强；收进部位以下两层底盘周边框架柱适当加强配筋，收进部位上下各两层塔楼周边竖向构件抗震等级均提高一级。
3.针对部分楼层楼板大开洞以及裙房二层因楼板大开洞造成的局部穿层柱情况，在洞口周边，设置边梁、适当加厚楼板和剪力墙厚度、加大框架梁和框架柱截面，并确保穿层柱和剪力墙的稳定性；指定弹性楼板进行整体计算补充分析，取包络值进行结构构件设计，并适当加强相关梁、板、柱、墙的配筋；采用PKPM/PMSAP进行大震下的楼板弹性应力补充分析，按计算结果校核楼板配筋，并加强应力集中部位楼板配筋。
4.对于底部加强部位剪力墙，适当加厚以控制其压应力和剪应力水平，按中震、大震承载力不屈服进行设计，将其配筋率提高一级达到一级以上的水平，其中水平钢筋配筋率提高至0.6%，且每层设置一道暗梁，进一步提高其延性。
六、结束语
高层商住综合体建筑成为现代城市的标志性建筑之一，因其庞大的建筑规模能够容纳更多的城市人口，在一定程度上缓解了城市的住房压力。并且高层商住综合体建筑还能有效调整城市的空间结构，进一步美化城市景观，对于城市的未来发展大有裨益。因此，需要进一步加强对高层商住综合体建筑的研究，从而实现城市的健康、稳定发展。
参考文献：
[1]（JGJ3-2010）《高层建筑混凝土结构设计技术规程》[D]．
[2]（GB50223—2008）《建筑抗震设防分类标准》[D]．
[3]焦海娟.高层商住综合体建筑设计问题及策略[J].建筑技术开发，2017，44（24）：23-24.
论文作者:欧阳天伟
论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/9/20
标签：结构论文; 建筑论文; 综合体论文; 楼板论文; 城市论文; 高层论文; 框架论文; 《基层建设》2019年第18期论文;