某楼板开大洞超限高层的结构设计
姚淇誉
【摘 要】【摘 要】 详细介绍了内蒙古某超限高层的结构设计;针对结构超限情况，通过有效的计算分析、合理的性能目标和加强措施使得结构满足规范要求，具有良好的抗震性能，为类似工程提供参考。 【期刊名称】低温建筑技术 【年(卷),期】2015(037)008 【总页数】3
【关键词】【关键词】 超限高层;结构设计;楼板开大洞
金茂广场位于内蒙古乌兰察布市，项目整体东西长约250m，南北宽约200m，地下1层，地上5层，局部六层，通过地下室设缝分为十个单体。其中东C座位于东南角，功能为商场及电影院，电影院位于4层、5层。基本柱网为11m×12m，地下一层、首层层高5.4m，2～5层层高5.1m。
结构设计使用年限50年，结构安全等级二级，抗震设防类别为重点设防类，抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.1g，小震αmax=0.08，设计地震分组为第二组，场地类别为Ⅱ类，特征周期为0.4s，抗震措施按8度抗震设防设计。
1 结构体系及超限情况
东C座采用框架－剪力墙结构，结构主要特点如下:
(1) 地下室东侧、南侧为地下室外墙，与土接触，西侧、北侧通过设缝与其余单体脱开，无良好的土壤侧限，故嵌固端取基础顶板。
(2) 四层顶板楼板开大洞，存在局部转换及穿层柱，四层结构平面详见图1。
(3) 屋顶存在大跨度楼板且由穿层柱支撑。
(4) 电影院看台结构为斜板，与主体结构楼层错层。
根据《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》［1］判定，本工程共存在3项不规则项，具体如表1所示。同时《内蒙古自治区超限高层建筑工程界定规定》［2］规定，“楼板有效宽度小于该方向楼板典型宽度的40%，楼板开洞面积大于该层楼板面积的40%，其中有效宽度应扣除凹入或开洞宽度”即为楼板不连续，属于超限高层建筑，根据表1所示，本工程楼板开大洞为“楼板不连续”;综上所述，本工程为超限高层建筑。
2 性能目标及加强措施
针对工程的不规则情况，结合构件的重要性、使用功能及震后修复的要求，根据《高层建筑混凝结构土技术规程》［3］(以下简称《高规》)中第3.11节的规定，拟定结构抗震性能目标为D+级，构件抗震性能目标如表2所示。
同时，根据超限专家意见，本工程还采取了相应措施加强结构的抗震性能，具体如下:
(1) 配筋设计时采用基础嵌固及地下一层顶板嵌固两个模型包络设计。
(2) 四层顶板楼板加厚至180mm，设置双排双向拉通钢筋，配筋率不小于0.25%;四层顶板梁的腰筋、纵筋通长筋进行加强。
(3) 屋顶大跨度梁柱采用型钢混凝土构件。将穿层柱按刚度分配地震剪力放大，与楼层非穿层柱保持一致。
(4) 电影院看台梁板与主体设缝50mm脱开，避免框架柱出现短柱效应而剪切破坏
3 结构设计
根据《高规》第5.1节的规定，采用PKPM程序中的SATWE、PUSH＆EPDA模块及ETABS等程序进行整体分析计算。 3.1 小震弹性分析
小震下考虑偶然偏心和双向地震作用，周期折减系数0.8，连梁刚度折减系数0.5。表3列出了 SATWE、ETBAS小震下的计算结果，数据表明，两个软件分析结果接近，结构的周期、振型、位移角、剪重比等指标满足规范要求。 3.2 中震、大震设计
本工程需对关键构件进行中震弹性、不屈服及大震不屈服设计;其中αmax取0.23(中震)、0.50(大震)，周期折减系数取0.95(中震)、1.0(大震)，连梁折减系数取0.3(中震)、0.15(大震)，中震阻尼比及特征周期与小震相同，大震阻尼比取0.07，特征周期取0.45。利用SATWE进行弹性及不屈服设计，满足关键构件抗震性能目标。
3.3 四层顶板楼板应力分析
本工程四层顶板楼板开大洞，为保证地震作用下楼板有效传递水平力，不出现脆性破坏，楼板需满足受剪截面中震弹性、大震不屈服。
楼板板厚180(局部300)，混凝土强度等级C30。计算分析采用ETABS软件，整体模型中剪力墙、楼板采用四节点壳单元，梁、柱采用杆单元;楼板在梁和剪力墙处剖分，最大单元尺寸1.5m，ETABS模型见图2。考虑X、Y向地震，中震荷载组合分别为1.0(DL+0.5LL)+1.0EQ。
仅给出四层顶板楼板X、Y向地震在中震组合工况的楼板剪应力图，见图3，从图中可以看出，楼板剪应力较大区域主要集中在剪力墙周围。中震组合工况下
1.2(DL+0.5LL)+1.3EQ，大震荷载组合为
某楼板开大洞超限高层的结构设计
