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摘要：商业建筑综合体的结构设计需要根据实际情况因地制宜，利用相对应的超限设计与抗震措施，确保结构的安全可靠。本文根据工程案例，对商业综合体的超限设计及抗震增强措施进行分析，供同行借鉴参考。
关键词：超限商业综合体；结构设计；抗震分析
1、工程概况
某建设项目面积为435456㎡，主体结构高度38.8m，整体平面结构为288m×189m。本工程抗震设设防烈度7度，设计基本地震加速度为0.1g，设计地震分组为第一组，场地类别为Ⅱ类，特征周期0.35s，结构框架抗震等级为二级。地基基础设计等级为甲级，基础设计安全等级为二级，建筑结构安全等级为二级，结构设计使用年限为50年。
2、超限设计与抗震措施
2.1 主要结构设计
建筑物结构的设计与建筑面积和使用功能密不可分，该商业综合体主要运用钢筋混凝土的方式来进行结构建立，地下采用桩筏基础，建筑物主体的立柱上侧采用梁板构成，地下两层均利用无梁楼盖设计。西南侧的电影院高度较高，采用后张法有粘结预应力结构，东北方向入口处以及南侧、北侧部分采用钢结构，加强逃生口安全性，为建筑第四空间提供帮助。从目前的状况来看，整体结构较为完整，混凝土结合钢构架更能够体现大空间建筑的抗震需求。大型的商业综合体设计中防火与防水的意识较高，结构应该减少缝隙，采用无缝方针，减少每个结构板块之间的缝隙有助于火势压制，同时增强建筑物整体结构性。
2.2 超限情况分析
建筑物的超限情况以及审查关键点在于以下三点，第一，建筑立柱的规则性，也就是东北处和西南处入口处的立柱局部错层情况；第二，结构平面的规则性，平面扭转位置靠中心偏移严重；第三，楼板不连续超限，所以要根据这三点进行抗震设计与措施实行。
2.3抗震设计
针对这三处关键点，分别进行抗震设计，第一，东北处和西北处入口处的立柱局部错层情况，错层柱因为部分的楼梯板块有缺陷，所以要考虑增加板块，对错层柱的结构进行加强，通过谨慎的计算得出精确的轴压比率、剪力、抗扭能力。控制轴压比、增强剪力承受和抗扭能力，完善框架结构，用机械连接其纵筋，错层柱抗压能力增强。
第二，平面扭转位置靠中心偏移严重，增强其抗震水平。因为错层情况较为严重，建筑整体的平面扭转偏移，要着重增强侧面抗压能力，让每一层的刚心和质心缝隙不继续扩大。普通的建筑物调整此类情况需要将横轴与纵轴的偏心距、偏心率、方向偏心距相结合，保持横向和纵向的绝对长度，这样发生偏心情况也能够尽快的扭转回来。
第三，关于楼层楼板有效宽度不够，解决办法是将楼板加厚加宽，厚度到300mm，宽度增加20cm，楼板在抗震结构中有极其重要的地位，加厚加宽再配合双层双向配筋能够有效的对抗平面不规则。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其次每层楼板的大洞打开位置要着重注意，经过严密的计算考究其在小震、中震、大震中抗拉强度，基本要满足中震弹性才较为安全。最后根据国家对于抗震等级的规定要求轴压比控制到与柱中的配筋率相当，这样整体结构的延伸性更好。
3、模拟实验分析
3.1微震弹性分析和计算
微震弹性分析通过SATWE来运算，地震峰值加速度为30gal，地震波选用人工波和天然地震波各一例，仅分析横向波。天然波与地震波的CQC分析结果显示，当地震波超过15s时，计算结果采用时程法平均值和振型分解反应谱法的较大值。当两条震波的CQC平均值不小于70%时说明实验是成功的。经过反应谱法计算与时程分析法计算，对比显示出两次计算结果差异较小，不具备可比性，满足抗震要求实验成功。
3.2中震楼板应力分析
一般的建筑物楼板在中震情况下，楼板的应力保持在1.3Mpa以内，不过此类主拉应力并不能够抵得上混凝土的抗拉应力强度，所以结合混凝土应力，在楼层接缝处适当的添加钢筋搭配，能够让连桥楼板在中震下保持一定的弹性。钢梁的选材也十分重要采用Q345B的钢材能够让连桥钢梁在中震下的轴向力提高非常的多，稳定程度有效提高。在中震的抗震措施设计中，利用混凝土抗拉力，提高楼板结构接缝的受力程度，将应力比控制在0.75以内，增强钢梁之间节点的连接，连廊轴向拉应力变小，在此次模拟实验中，抗中震能力显著提高。
3.3大震下静力弹塑性分析
在震级较大的地震下，建筑物结构脆弱部位十分容易变形、折断，运用SATWE运算建筑物整体在大型地震下的静力弹塑性来找出这类的脆弱部位。计算过程与微震、中震相似，运算过程中可以看出X轴与Y轴表示的结构性与弹塑性在震级越高波动越大的情况下，二层混凝土梁中会逐渐开始出现塑性铰，小震还不明显，但是中震时越来越多的混凝土开始出现柱状塑性渗透到底层混凝土中，不过相较另一端的钢材结构仍然没有出现断裂现象。地震波动越来越大的情况下，推覆力也更加强烈，建筑物的整体塑性变形越扩越大，处于东北方向入口处以及南侧、北侧部分采用钢结构的部分也逐渐开始承压变形。本次实验中当超限商业综合体遇到大型地震时，延混凝土横梁向钢梁结构静力弹塑性进行扩张，首先是二层混凝土，紧接着时底层混凝土有一定的塑性铰，不过建筑物整体结构依然有一定的承压能力，不会出现大面积的倒塌现象。
4、结束语
通过对某超限商业综合体整体工程的数据分析，结合当前该地区的超限情况以及审查关键点，对特定的区域进行不同的抗震设计，完善整体框架结构，避免此类现象出现，对于平面扭转位置靠中心偏移严重，应该着重增强侧面抗压能力，减少缝隙中刚心和质心的分离。楼板不连续的处理措施，增加楼板宽度及厚度，适当增加钢筋，利用井字复合箍技术来处理。最后在模拟实验中对该建筑物在微震、中震、大震情况下的抗震模拟，通过SATWE运算得出模拟结果，弹性、楼板应力、静力弹塑性三点进行计算分析得出，此次设计之下建筑物抗震能力有了明显加强。
参考文献：
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论文作者:姚星
论文发表刊物:《基层建设》2016年4期
论文发表时间:2016/6/12
标签：楼板论文; 结构论文; 塑性论文; 建筑物论文; 综合体论文; 应力论文; 混凝土论文; 《基层建设》2016年4期论文;