双塔楼框支剪力墙结构设计问题的讨论
Discussion on the Design of Frame Shear Wall Structure in Twin Towers Liang Jia-qing
【Abstract】Through the comparison of the whole model and the single tower model, this paper solves the problems encountered in the design of the frame shear wall structure of Twin Towers. 【Keywords】Integral model; Single tower model; Twin Towers building; Frame supported shear wall
【中图分类号】TU318 【文献标识码】A 【文章编号】1002-8544(2017)12-0047-02 1.工程概况
本项目是一个商业、办公、酒店综合体,地下室2层,裙楼4层,酒店塔楼一栋11层,办公楼塔楼两栋22层;酒店为框架结构;两栋办公楼为剪力墙结构,内设转换层在第4层;裙楼为框架结构,设一条抗震缝,使转换层结构与主体框架结构分开。图1为项目平面分布及剖面简图。
本文主要讨论办公楼及其裙楼结构设计中遇到的问题及解决方法。
图1 项目平面分布及剖面简图 2.设计要点
(1)广东《高规》[1]附录E E.0.2条要求,底部大空间层数大于2层时,其转换层下部结构与上部结构的等效侧向刚度比γe2不应小于0.8(考虑抗震设计时);
(2)同时具有下述三项及以上不规则的高层建筑工程,应作超限高层建筑抗震设防专项审查:
A.竖向构件上下不连续,属于竖向不规则结构体系;
B.结构扭转不规则判定,扭转位移比μ小于1.2时属于扭转规则结构;1.2<μ<1.35时属于Ⅰ类扭转不规则,算0.5项;1.35<μ<1.5时属Ⅱ类扭转不规则,算1.0项;
C.侧向刚度不规则判定,楼层侧向刚度与相邻上层的比值小于0.8时,属于侧向刚度不规则结构;
D.楼层承载力突变判定,楼层抗侧力结构的层间受剪承载力与上层的比值小于0.75时,属于楼层承载力突变结构;
(3)由于存在两个塔楼,计算上述指标时分别对整体模型、单塔模型Ⅰ(全部裙楼)和单塔模型Ⅱ(相关裙楼)三个模型进行对比。 2.1 设计中遇到的问题及解决 (1)高层建筑的不规则项数判定
A条是方案布置确定的,无法避免,算1项;B条结构扭转位移比可以控制在1.35以内,算0.5项。
由于转换层梁高大,转换层的刚度比其下层(第3层)的刚度大很多,C、D两条都超出限值。调整第3层刚度,使C、D两条不超过限值,所以总共为1.5项不规则,不需要进行超限审查。
(2)高位转换的等效侧向刚度
广东《高规》附录E要求,抗震设计时转换层上下部分的等效侧向刚度比γe2不应小于0.8,
整体模型中K上=K1+K2,当两塔楼之间有着无限刚度的系杆联系时,这是成立的;然而,两塔楼之间根本不存在此系杆,这样计算K上的做法是错误的,γe2值也是不可取的。 规范要求计算K下的高度H2应等于或接近下部结构的H1,K下和K上的结构范围应该在高度和平面上都是相当的,如此两者才有可比性。单塔模型Ⅰ中裙楼范围比塔楼A大很多,所以本模型计算的γe2也是不合理的。
单塔模型Ⅱ中,上部仅为单个塔楼,裙楼仅为塔楼的相关范围,计算合理应予采用。此时γe2=1.0<0.8,满足要求。 (3)扭转位移比
不同模型计算的第3层X、Y向地震作用下的最大层间位移和扭转位移比如表2。
单塔模型Ⅰ中,上部结构少了一个塔楼,地震力变小,相应层间位移也随之变小;单塔模型Ⅱ中,下部结构也相应缩减,层间位移和整体模型更接近了。由此可知,整体模型计算的层间位移是相对正确的计算结果。
单塔模型Ⅰ,X向的刚度中心差异很大,扭转位移比远超规范的限值。但是单塔模型Ⅰ与实际建筑不符,不能作为设计依据。整体模型与实际建筑最接近,其计算的层间位移及扭转位移比都是合理的,应以此作为建筑结构设计的依据。 3.总结
结合本工程的设计实例,总结出多塔楼高层建筑设计时应注意以下几点:
(1)通过方案设计和调整结构布置等手段,减少结构的不规则项数,避免出现超限高层建筑;;
(2)整体模型中的侧向刚度比、受剪承载力比和扭转位移比等参数指标可以作为结构整体抗震性能的判断依据;
(3)程序计算多塔楼高位转换结构的等效侧向刚度比的方法是错误的,应当以单塔及其相关范围裙楼的模型作为设计依据。 参考文献
[1]DBJ 15-92-2013,高层建筑混凝土结构技术规程(广东省标准)[S].
作者简介:梁嘉庆(1979-),男,广东省佛山市顺德人,硕士,中级工程师,主要从事建筑结构设计工作。