华泰证券广场01号楼结构设计

华泰证券广场01号楼结构设计

武扬

江苏省建筑设计研究院有限公司江苏南京210019

摘要：华泰证券广场01号楼地面以上十四层，总高58.8米，采用全现浇钢筋混凝土框架-剪力墙结构，二层～十二层为“C”型平面，即矩形平面一侧带有很大的凹进，十三、十四及屋面层将开口处连接，平面为楼板开洞的“回”形结构,设计时采取一定措施，以满足建筑造型要求。

关键词：平面不规则；位移比；薄弱层

1.工程概况

华泰证券广场位于南京市建邺区河西CBD中心区，江东中路与奥体大街西南角，总用地面积45346平方米，总建筑面积243141㎡，其中地上建筑面积155763㎡，地下建筑面积87378㎡。地上建筑由六栋主体建筑和连廊围合而成，最高十四层，地下两层。建筑效果图见图1。

01#楼地下两层，地上十四层。地下部分与整体地下室连为一体，地上部分由抗震缝分为独立的结构单元，首层楼面室内外高差150mm，结构嵌固部位为首层楼面。地下室部分为汽车库、自行车库以及设备用房等。地面以上结构高度：58.950米，楼板平面尺寸约101×58米，主要功能为办公。地上结构采用现浇钢筋混凝土框架-剪力墙结构，现浇钢筋混凝土楼盖。

2结构设计

上部结构地面以上14层，总高58.8米，采用全现浇钢筋混凝土框架-剪力墙结构。结构平面布置上，2~12层为“C”型，即矩形平面一侧带有很大的凹进，凹进开口处宽度33.6米，凹进深度41.6米，“C”型两个伸臂长度与伸臂方向结构总长之比约为0.72，13～14及屋面层将开口处连接，平面为楼板开洞的“回”形结构。连接处跨度为33.6米，结构采用钢桁架（梁）布置，来解决大跨度问题，钢桁架高同层高。楼面设计上采用按2.8米间距布置的型钢梁，楼板采用压型钢板加现浇钢筋混凝土楼板。中央开洞处为建筑设计的采光屋面，该部分采用张弦梁钢结构满足建筑采光屋面的设计要求，采光屋面标高为60.8米。

本栋建筑外墙采用玻璃幕墙体系，考虑幕墙的抗风及抗震问题，同时为加强建筑平面的整体性，在建筑的3～4层、9～10层分别设置竖向及水平钢桁架，用以承受幕墙的竖向荷载，并抵抗幕墙的风荷载与水平地震作用。

结构标准层平面图见图2。

3主要计算结果

选用中国建筑科学研究院的PKPM－SATWE（2008年10月版）软件进行计算分析。

结构计算将地上部分单独建模计算，（地下室顶板满足作为上部结构的嵌固端要求）。

3．1.结构周期

SATWE计算得到的结构前6个振型对应的周期见表1。X、Y方向的振型参与质量系数为97.93%及97.52%；结构的第一扭转周期与第一平动周期之比为0.846，均满足规范要求。

3．4.结构整体计算分析结论

结构按反应谱进行弹性分析的主要结论如下：

1）、结构楼层刚度和质量分布均匀，无异常突变；

2）、结构刚度分布合理，变化均匀，不存在软弱层；

3）、结构剪重比、刚重比满足规范要求；

4）、结构在规范风荷载（50年一遇）及地震作用下的位移指标满足规范要求；

5）、结构存在超出规范一般限值要求项，同时均满足较为严格的规定要求；

4结构分析与调整

本工程高度较低，结构体系比较简单，传力途径明确，但结构平面布置存在一定缺陷。整体计算结果满足规范要求，但一些局部构件的反应存在超出规范一般性限值。对这些存在的问题需做出必要的分析、判断，进行必要的调整和采取对应的结构措施。

4.1结构平面布置存在的缺陷

结构布置方面：结构平面基本呈矩形，外围周边有挑出，挑出边缘为弧线，由于楼板边缘为弧线半径很大，结构平面仍属于矩形平面。主入口部位凹入，且凹入延续至十二层楼面，形成较大平面凹凸，属平面凹凸不规则。十三、十四及屋顶，主入口上方设有楼层（共两层），形成楼板开大洞。洞口为43.8×24.6米矩形洞口，洞口较大，但未超过规范限值。

结构整体计算结果方面：楼层位移指标满足规范要求，楼层位移比超过规范1.2的一般性限值，但不大于规范严格限值1.5。楼层沿竖向刚度相对均匀，满足规范要求，楼层计算抗剪承载力有部分层略小，其与相邻上层之比小于80%，但大于65%，超出规范一般性限值。由于超出程度不多，楼层抗剪承载力可以统筹考虑，通过适当调整本层墙体、柱配筋，适当提高抗剪承载力以满足不小于80%的要求。

4.2结构不规则情况分析

按照结构布置情况和计算分析结果，与规范技术指标比对，存在三项一般不规则项，即平面不规则以及结构扭转、楼层抗剪承载力一般性不规则。按照结构计算结果数据，本工程存在一个明显的缺陷，即平面凹凸不规则。“C”型平面的双轴有明显的强弱之分，抗扭能力较矩形平面（包括凸多边形）弱。计算结果中，前三周期呈双向平动加扭转和角位移比略大均由“C”型平面引起。顶部三层楼面开洞指标虽然满足规范限值，但已很接近限值。

5.结构调整加强措施

根据上述分析，提出结构设计的加强措施，以改善结构性能，保证结构安全。

5.1框架柱提高要求

由于本工程存在着平面不规则以及结构扭转、楼层抗剪承载力一般性不规则；适当提高其结构抗剪承载能力是必要的。同时考虑本工程结构高度为58.950米，接近规范中框架抗震墙结构框架结构抗震等级为二级的60米分界要求的规定。因此本工程框架柱的计算采用抗震等级为二级，且其纵筋、箍筋的配置要求按照二级框架柱的抗震构造措施设计。

5.2开大洞层楼板配筋构造要求

开大洞楼层，即十三、十四、屋顶层，楼板采用双层双向通长配筋。配筋量在满足楼板竖向荷载承载力要求下，增加0.20%，楼板上下配筋各增加0.10%。钢梁部位楼板较薄，楼板配筋满足基本构造和竖向荷载承载力要求，不增加配筋，楼板下加设型钢水平支撑。

5.38、11层墙体、框架柱配筋调整

整体计算结果中，程序给出8、11层楼层抗剪承载力与上层的承载力比值分别为0.79、0.77，不满足规范0.8限值。该承载力比值是程序按照其计算配筋量给出的验算结果。但楼层抗剪承载力是由构件材料强度、几何尺寸、实际配筋量（对钢筋混凝土构件）来确定的。由于目前楼层抗剪承载力比值小于规范要求不多，因此根据规范有关规定，统筹考虑相邻层配筋并适当调整本层剪力墙、框架柱的实际配筋，通过提高本层剪力墙、框架柱抗剪承载力可以达到8、11层抗剪承载力与上层的承载力比值不小于0.8的要求，同时注意与该层相邻的上下层实际配筋数量，以保证相邻各层均能满足规范要求，避免形成新的薄弱楼层。

参考文献

[1]建筑抗震设计规范：GB50011-2001（2008年版），中国建筑工业出版社，2008

[2]高层建筑混凝土结构技术规程：JGJ3-2002，中国建筑工业出版社,2002