[摘要]本文通過應(yīng)用兩套分析軟件SATWE和PMSAP對某高層綜合辦公樓進行的結(jié)構(gòu)設(shè)計和分析。得到了結(jié)構(gòu)在多遇地震作用下的內(nèi)力和位移等結(jié)果，同時就—些特殊問題的特殊處理進行了探討。 

[關(guān)鍵詞] 不規(guī)則建筑 抗震設(shè)計 扭轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn)換層 
　　一 工程概況 
　　某高層綜合辦公樓西面為7m規(guī)劃支路，南面為26m規(guī)劃路。擬建建筑物地下3層，地上26層，總建筑面積63251m2；其中地下室建筑面積13273m2。地下室層高4.00m、3.60m，首層層高4.00m，標(biāo)準(zhǔn)層層高3.80m，建筑物總高度為98.80m。主體結(jié)構(gòu)采用框架—剪力墻結(jié)構(gòu)，樓面為鋼筋砼梁板體系。 
　　二 基礎(chǔ)及地下室設(shè)計 
　　根據(jù)本工程的巖土工程勘察報告，工程地質(zhì)情況自上而下為：人工填土、粉質(zhì)粘土、淤泥、粉質(zhì)粘土（可塑）粉質(zhì)粘土（硬塑）強風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、微風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖。地下水埋深介于0.80—1.16m之間，對混凝土結(jié)構(gòu)不具腐蝕性。場地屬中軟土場地，場地類別Ⅱ類，屬抗震不利地段。地基基礎(chǔ)設(shè)計等級為乙級。 
　　本工程主樓采用鉆孔灌注樁（墩）基礎(chǔ)，樁（墩）直徑φ1200—φ2400，樁混凝土強度等級C30。樁（墩）基礎(chǔ)持力層選用微風(fēng)化泥質(zhì)砂巖，樁（墩）端進入持力層不少于600mm，樁長約為3.0～7.0m。 
　　地下室底板采用乎板式結(jié)構(gòu)，板厚1000mm；地下室側(cè)壁厚度450～350mm；地下室頂板室外露天部份板厚200mm，其余部份板厚180mm，主梁主要截面400×1000mm、500×1000mm，次梁主要截面300×700mm，250×700mm。地下室混凝土抗?jié)B等級S12。 
　　三層地下室部份由于荷載較輕，若地下室底板已位于強或中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖上，可以采用天然地基上的獨立基礎(chǔ)形式，另加抗浮措施：通過在地下室底板設(shè)置φ150抗拔錨桿，錨桿進人中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖3m。使地下室抗浮穩(wěn)定性安全系數(shù)大于1.05。 
　　三 主體結(jié)構(gòu)設(shè)計 
　　本建筑物采用鋼筋混凝土框架—剪力墻結(jié)構(gòu)體系，由于建筑物平面狹長，y向扭轉(zhuǎn)效應(yīng)嚴(yán)重，因此在結(jié)構(gòu)布置上，經(jīng)過多次調(diào)整，利用建筑物角部梯間設(shè)置剪力墻，并加大角柱截面及端部y向框架梁截面，增加結(jié)構(gòu)抗扭剛度。為減少結(jié)構(gòu)剛度的不對稱性，使結(jié)構(gòu)剛心和質(zhì)心盡量靠近，適當(dāng)加厚①～②軸梯間剪力墻厚度，降低結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。 
　　結(jié)構(gòu)采用中國建筑科學(xué)研究院PKPM建筑工程軟件《多高層空間有限元分析SATWE》進行計算分析，然后用中國建筑科學(xué)研究院《特殊多高層建筑結(jié)構(gòu)分析程序PMSAP》對主要計算結(jié)果進行校核。 
　�。�1）本工程計算時考慮了扭轉(zhuǎn)耦連作用。 
　�。�2）建筑物局部樓層平面凹進尺寸大于相應(yīng)投影方向總尺寸的50%，因此在程序計算中分別按剛性樓板和彈性膜樓板進行計算，考慮了樓板變形對抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的影響。 
　�。�3）根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定，本工程剛度分布明顯不對稱，所以計算了雙向水平地震作用下和單向地震加偶然偏心作用下的扭轉(zhuǎn)影響。兩者取較大值。 
　�。�4）根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定，本工程采用彈性時程分析法對結(jié)構(gòu)進行多遇地震下的補充計算，選用兩條實際地震波和一條人工波的加速度時程曲線，地震波持續(xù)時間大于12秒，時間間隔0.01s，輸入地震加速度35cm/s2。 
　　Satwe和Pmsap兩種分析軟件的力學(xué)模型均是用桿單元模擬梁、柱，殼單元模擬剪力墻，因此均能反映結(jié)構(gòu)構(gòu)件實際受力情況，兩者計算結(jié)果也較為相似。 
　　（1）根據(jù)SATWE結(jié)果顯示，本工程滿足《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定各項位移及剛度要求。 
　�。�8）根據(jù)PMSAP計算結(jié)果，各層平面樓板彈性拉應(yīng)力一般小于0.4MPa，局部應(yīng)力集中處拉應(yīng)力最大值為0.5MPa，該最大值小于混凝土抗拉強度；地震作用下，各層平面樓板彈性剪應(yīng)力一般小于0.4MPa，局部應(yīng)力集中處剪應(yīng)力最大值為0.90MPa�？梢娝捎脴前搴穸葷M足要求。 
　　（9）實施《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ3—2002）補充規(guī)定： 
　�、俦竟こ滩糠謽菍悠矫姘歼M尺寸大于相應(yīng)投影方向總尺寸的50%，屬于樓板局部不連續(xù)，平面不規(guī)則。 
　　②本工程有兩條上部結(jié)構(gòu)柱通過轉(zhuǎn)換梁轉(zhuǎn)換到下部結(jié)構(gòu)，屬于豎向抗側(cè)力構(gòu)件I類不連續(xù)，豎向不規(guī)則。 
　�、郾竟こ滩糠謽菍拥呐まD(zhuǎn)位移比大于1.2，但所有樓層的扭轉(zhuǎn)位移比均小于1.35，屬于I類扭轉(zhuǎn)不規(guī)則。 
　　④綜上所述，本工程屬于不規(guī)則結(jié)構(gòu)，但不屬于特別不規(guī)則結(jié)構(gòu)，不屬于超限高層建筑范圍內(nèi)。 
　　四 設(shè)計的一些特殊處理 
　　針對前面所述工程特點，采取如下措施： 
　　1.超長混凝土結(jié)構(gòu)處理 
　　本工程建筑物橫向長度已超過規(guī)范規(guī)定設(shè)置伸縮縫的限值，因此通過控制混凝土配合比，減少水泥用量和用水量，摻加粉煤灰和合適的外加劑，降低砼水化熱，適當(dāng)增加樓板配筋率，防止溫度應(yīng)力使混凝土產(chǎn)生開裂。除上述措施外，在結(jié)構(gòu)平面部位分別設(shè)置兩條加強帶減少混凝土的干縮帶來的影響。 
　　2.結(jié)構(gòu)平面不規(guī)則處理措施 
　　本工程結(jié)構(gòu)平面樓板開洞或平面凹進較大，因此在計算中引入彈性板假定，用有限元計算程序計算樓板正應(yīng)力和剪應(yīng)力，在應(yīng)力集中部位采取加厚樓板，提高配筋率，洞口邊緣設(shè)置邊梁等措施予以加強。 
　　3.轉(zhuǎn)換梁處理措施 
　　由于建筑功能上的要求，⑦～⑧X （C）軸的兩條框架柱不能直接落地而影響地下室車道的使用，利用地下一層層高較大的條件設(shè)置轉(zhuǎn)換梁直接將上部柱轉(zhuǎn)換至下部結(jié)構(gòu)上。對于本工程地下一層所設(shè)置的轉(zhuǎn)換梁，通過加寬梁截面，滿足粱的受剪截面承載力要求確保轉(zhuǎn)換 
　　梁砼產(chǎn)生脆性破壞。 
　　為滿足建筑使用功能，局部柱子采用C60高強混凝土，既減小柱截面又能滿足軸壓比限值要求。 
　　五 設(shè)計體會 
　　當(dāng)前，高層建筑設(shè)計中的超限問題越來越多，為保證建筑造型和功能兩方面的要求，結(jié)構(gòu)設(shè)計對梁柱截面、樓板厚度、剪力墻布置、材料、局部位置的加強等進行了多次調(diào)整。最終確定了本文所分析的滿足規(guī)范要求的結(jié)構(gòu)方案。