【摘要】：本文针对某b级高度高层建筑工程案例，探讨了在方案阶段的结构方案选型，对比了不同结构方案的试算结果，给出了提高抗侧移刚度的解决方案，并就局部具体问题提出一些讨论。
【关键词】：b级高度 高层建筑 框架—核心筒 筒中筒 抗侧刚度
1.工程概况
本工程为某城市综合体的一部分，地下3层，地上30层，总高120m。地下部分为车库、仓储，地上一～四层商业，五～三十层办公。商业部分层高4.5m～6.1m，办公部分标准层层高3.8m，总建筑面积约4.3万m2。抗震设防烈度8度（0.20g），二类场地 ，基本风压0.60kn/m2。按建筑总高、相应的抗震设防烈度和可能采取的结构体系，根据《高规》3.3.1条规定，该工程属于b级高度高层建筑。
2.结构方案选型
根据该项目的概况，可能采用的结构体系有：框架—剪力墙结构、部分框支剪力墙结构、筒体结构。就建筑平面布置而言，竖向交通体系和设备、电井道均位于中心位置，外墙以玻璃幕墙为主，这种平面布置可以优先考虑的是筒体结构体系。筒体结构具有造型美观、受力合理、使用灵活、以及整体性强等优点。目前全世界最高的100幢高层建筑约三分之二以上采用筒体结构，国内百米以上的高层建筑有一半以上采用筒体结构。
3.结构试算及对比分析
同时进行了框架—核心筒和筒中筒两种结构方案的试算，底层结构平面布置分别如图1、图2所示，分别简称方案一、方案二。核心筒部分结构布置相同，底层核心筒外墙墙厚700mm（以下构件截面单位均为mm），砼强度等级c50，随层数增加，截面和砼强度等级逐渐收小至300和c30，梁、板砼强度等级均为c30。WWW.11665.coM方案一外围采用稀柱框架，底层柱截面1200x1200，砼强度等级c60，随层数增加，柱截面和砼强度等级逐渐收小至600x600和c30，梁截面主要为400x800。方案二外围采用由密柱深梁形成的外框筒，底层角柱截面1200x1200，边柱截面1000x800（800x1000），柱净距在1.9m～3.15m之间，柱截面和砼强度等级向上收小，主要框筒梁截面x向400x1000，y向450x1200。
图1 框架—核心筒（方案一）结构平面布置
图2 筒中筒（方案二）结构平面布置
主要试算结果如表3所示。对比这两种结构方案的计算结果可以看出，相对筒中筒结构而言，框架—核心筒结构的自振周期较长，侧移较大，结构抗侧刚度较小，其中最大层间位移角的数值不满足规范限值。方案一周边框架抗倾覆力矩占比不大，核心筒提供主要的抗侧刚度，角柱和边柱轴力差别不大，剪力滞后效应并不明显，其受力特征与框架—剪力墙结构相类似。方案二周边框筒承担了一半左右的抗倾覆力矩，空间效应明显，刚度很大；另外，角柱轴力成倍于边柱，剪力滞后效应明显。两种方案的结构周期比均较小，显示出了筒体结构良好的扭转刚度。
鉴于方案一最大层间位移角超限，结构体系未能提供足够的抗侧刚度，将只能采取方案二或者对方案一进行进一步处置。由于四层及以下○m轴外接裙房商业，密柱框筒方案一定程度上影响建筑功能的发挥，经与建筑协商，仍然倾向于在方案一的基础上给出解决方案。方案一的主要问题是y向抗侧刚度不足，主要原因是核心筒y向宽度偏小，高宽比约为1/13，一般而言框架—核心筒的核心筒高宽比不小于1/12比较合适。
综合考虑后，在○3轴和○10轴增设y向剪力墙，通过较大截面的框架梁连接核心筒协同提供y向抗侧刚度，平面布置如图4。修改后的方案初步试算得到了较好的结果，最大层间位移角1/865，周期比0.77，底层框架柱抗倾覆力矩占比进一步降低至11%左右，底层框架柱承担剪力百分比降低，需进行0.2v0调整。○3轴和○10轴框架梁承担了较大的剪力，在部分楼层出现抗剪截面超限，需进行进一步调整试算。
图4
4.结构方案局部问题
在结构整体计算结果参数满足规范的条件下，下一步工作对结构局部细节还有以下几个问题需要注意。1）、○n轴交○1轴处梁、柱错位受力不利，可以考虑设置矩形柱或框架柱移位对齐。2）、○3轴框架梁支承在核心筒外墙洞口连梁上，应尽量避免。3）、核心筒角部洞口距角部太近，容易形成应力集中。4）、○p轴核心筒外墙连续开洞，出现小墙肢薄弱环节。核心筒的剪力墙布置是筒体结构方案的重要环节，在不影响建筑功能的情况下，应尽量采取受力合理的布置方案。
5.结语
本工程在试算了不同的结构
置方案的情况下，最终选择了框架—核心筒局部增设剪力墙的方案，该方案满足建筑功能要求，同时主要的整体计算结果参数满足规范要求。在局部问题得到解决调整后，可以进行下一步设计工作。同时，不同的方案算例对比分析，对今后的结构方案布置提供了一定的经验。
参考文献：
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