五星级酒店超限结构设计研究

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摘要：某商业综合体五星级酒店属于超限结构。结构采用抗震性能化设计，对于关键部位和薄弱环节采用中震弹性复核，竖向构件满足大震作用下受剪截面要求。

关键词：超限高层；塔楼偏置；结构设计；抗震性能化

某商业综合体五星级酒店由于塔楼偏置，导致结构超限，本文基于结构抗震性能化设计，对超限结构的设计进行了分析。

1工程概况

该五星级酒店地上部分3.53万m2，地下部分约0.65万m2，地下二层，裙房地上四层。主体结构地上18层。裙房采用框架结构，主体采用全现浇钢筋混凝土框筒结构。建筑总长度为81m；总宽度为48m；建筑总高度：82.35m。建筑效果图及平面图如图1。

2结构体系和结构布置

根据建筑的体型和高度，本工程主楼采用现浇钢筋混凝土框架剪力墙（核心筒）结构；裙房采用现浇钢筋混凝土框架结构。首层楼板厚180mm，地下一层板厚180mm，群房屋面板厚150mm，主楼屋面板厚120mm，以上各层均采用双层双向配筋，配筋率大于0.25%，群房屋面上下层楼板采取加强措施，板厚130，配筋负筋隔一根拉同一根，其它各层板厚110~130mm。塔楼中与裙房连接体相连的外围柱、剪力墙，从固定端至裙房屋面上一层的高度范围内纵向钢筋的最小配筋率宜适当提高，柱箍筋宜在裙楼屋面上、下层的范围内全高加密。大底盘群房外围柱剪力墙提高配筋率。由于地下部分建筑属超长结构，为减小结构内部混凝土温度应力，设置后浇带。

3超限类别及程度

依据根据《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）、《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）、及《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》存在以下超限问题：

3.1超限分析

由于塔楼偏置，塔楼质心同大底盘的质心偏心距为底盘相应边长的大于20%；设备层下层与设备层侧向刚度比为0.453小于0.5；属于超限结构。亦为同时具有其他一般不规则（扭转不规则偏心布置，楼板不连续，穿层柱）的高层建筑工程，属于超限结构。

3.2不规则情况分析

同时具有下列三项及以上不规则的高层建筑工程为超限（见表1）。具有下列某一项不规则的高层建筑工程即超限（见表2）。

3.3超限部位专门分析

（1）在裙房端部设置剪力墙，增加了裙房的抗扭刚度，减少了塔楼偏置对裙房的影响，使计算位移比减小，裙房抗震等级提高一级。（2）五星级酒店建筑高度约80m，高度不高，塔楼偏置的影响有限，裙房处绝对位移较小。（3）剪力墙轴压比小于0.5，有较好的延性。

4抗震设计的性能目标

根据超限审查专家意见，高层主体相关范围框架柱及剪力墙偏拉及偏压承载力按中震不屈服复核、受剪承载力按中震弹性复核；框架柱及剪力墙截面满足大震作用下的受剪截面控制要求，穿层柱及转换部位按中震弹性复核。为达到上述抗震设计的性能目标，结构设计采取如下措施：（1）首层至裙房顶范围内，抗震等级提高一级，按一级，抗震构造措施提高一级，按一级。塔楼地下二层框架抗震等级为三级，抗震构造措施二级。地下一层至裙房顶上二层抗震等级提高一级，按一级。以上抗震等级按二级。（2）裙房外围塔楼远端柱，剪力墙及梁加强配筋，提高配筋率。计算位移比小于1.3。（3）大洞口处楼板采用150厚，上下通长配筋，以增大刚度，增强结构的整体性。（4）设备层下层与设备层侧向刚度差别较大，设备层下两层按新规范水平地震剪力取1.25的放大系数。（5）设备层下二层按中震不屈服计算，加强竖向构件抗震能力。（6）按框架核心筒结构设计。

5结论及建议

5.1结论

该五星级酒店建筑高度小于100m，规范允许的同类高层的高度为130m，相对高度来讲不高，按新高规可按框架剪力墙的要求设计，采取按框架核心筒结构设计，构造上有所加强，酒店群房抗震等级提高一级，由抗震二级升为抗震一级，构造措施的提高，由抗震构造措施二级升为抗震措施一级；裙房端部设置剪力墙，增加了结构扭转刚度，塔楼偏置引起的扭转大部分被剪力墙承担，设备层下二层按中震不屈服计算，加强竖向构件抗震能力，根据《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010、J186-2010）相关条文，各楼层层间位移、位移比、剪重比、振型质量参与系数等电算结果均满足规范要求，通过采取以上加强措施后，本工程的结构抗震设计是安全可行的。

5.2建议

由于结构超限，裙房的抗震等级提高，主楼内相关范围竖向构件承载力按中震不屈服计算，主要剪力墙墙肢受剪承载力按中震弹性计算，主要剪力墙墙肢截面按大震作用下控制要求。主楼及裙房主要构件截面及配筋均提高较多，相对不超限结构，结构造价提高多。建议对于高烈度区塔楼偏置的大底盘结构，塔楼与裙房设缝分开，避免结构超限。

作者:丛云龙 单位:丹东万达广场有限公司

参考文献

[1]《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.

[2]《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）[S].北京：中国建筑工业出版社，2010.

[3]中国建筑科学研究院PKPM工程部.多层或高层建筑结构空间有限元分析与设计软件（墙元模型）SATWE（2010版）[M].2011.