（上海天华建筑设计有限公司，上海 200235）
[摘要] 中华园项目办公楼C采用部分框支剪力墙结构体系，为竖向不规则超限高层建筑，采用了基于性能目标的抗震设计方法，对转换框架等关键构件承载力进行重点分析，同时采取相应构造加强措施，使结构达到预定抗震性能目标。
[关键词] 部分框支剪力墙 ； 性能设计 ； 有限元
0工程概况
本工程位于江苏省昆山市中华园路以南，创业路以北，由多层商业、高层塔楼及联通地下车库组成。其中办公c子项为地下2层，地上29层建筑，平面呈长方形，水平投影尺寸为47mx24m，建筑面积2.94万 m2，建筑高度87.9m，一层、二层层高4.5m，标准层层高3.1m。抗震设防烈度为7度（0.1g），场地类别Ⅳ类，场地设计特征周期0.65s， 50年基本风压0.50kN/m2，地面粗糙度类别为B类。
因建筑空间要求，东侧剪力墙三层以上无法落地，故采用部分框支剪力墙结构体系，通过六颗结构柱与框架梁形成转换框架，结构计算模型及转换层平面布置如下：
1结构整体分析
本项目转换层位于三层楼面，转换层位置相对合理，被转换剪力墙基本位于主转换框架梁宽度范围内，传力直接。由于部分剪力墙无法落地，结构在转换层的刚度、内力及传力途径均会发生突变，形成抗震不利的薄弱部位[1]，故对结构进行整体分析的同时，针对结构关键构件，如转换框架、转换层楼板、落地剪力墙等进行补充计算分析，确保其能达到相关抗震性能目标。
1.1结构超限分析
结构超限项判断如下：
楼板不连续：10轴以东二层楼板缺失，有效楼板宽度小于典型楼板宽度50%，形成楼板不连续。
竖向抗侧力构件不连续：三层楼面以上东侧剪力墙无法落地，通过框支框架转换，形成竖向构件不连续。
扭转不规则：考虑偶然偏心的扭转位移比最大值出现在三层楼面，为1.39，大于1.2，为平面扭转不规则。
根据抗震设防专项审查技术要点[2]判定，同时具有三项不规则的高层建筑属于超限高层建筑，需进行抗震专项审查。
1.2主要结构构件尺寸
六层以上剪力墙厚度为200mm，六层以下剪力墙厚度为250mm，局部山墙厚300mm。10轴以西均为落地剪力墙，10轴以东剪力墙在三层楼面转换，与转换框架相邻跨剪力墙在三层以下部分加厚至400mm。转换柱截面1.5x1.5m，转换梁截面1.5x2.0m，转换柱设置十字型型钢（十字型截面1200x400x28x30），转换梁设置工字型型钢（(H1300x200x20x32），转换层楼面采用现浇钢筋混凝土楼盖，板厚130mm，转换框架区域楼板加厚至200mm。
1.3整体计算分析
采用北京盈建科软件公司编制的 YJK1.5程序进行结构整体计算，并进行弹性时程分析补充计算地震响应，同时采用中国建筑科学研究院编制的PMSap[3]程序作为第二套软件进行复核， 其相关动力特性结果如下：
1.3.1结构动力特性比较
由计算结果可知，所得整体计算指标基本一致，可以判定模型计算结果准确、可信，以扭转为主的第一自振周期与平动为主的第一自振周期之比小于0.85，结构整体抗扭转刚度较好。
1.3.2位移比分析
由于仅东侧剪力墙转换，导致结构刚度、质量均有较大偏心，转换层附近扭转效应明显，故加强转换框架梁、柱尺寸、加强与转换框架相邻跨剪力墙结构厚度，以控制结构质心、刚心的相对偏移量，进而控制结构位移比，结构最大位移比出现在第三层，为1.39，可知结构抗扭刚度较好，位移比结果较为合理。
1.3.3弹性时程分析
选取场地地面运动最大加速度35cm/s2，特征周期0.65s的三条地震波（RH3TG065人工波、Taiwan-06_NO_3275天然波、0.64s的Taiwan-04_NO_2720天然波）进行弹性时程分析，评估结构在地震作用下的响应，其基底剪力见下图：
由计算可知，不同地震波作用下，基底剪力大于反应谱法的65%且小于反应谱法的135%，各条地震波的平均值大于反应谱法的80%且小于反应谱法的120%，因此，时程分析和反应谱法所得底部剪力基本接近，所选取的地震波满足规范的要求，采用弹性时程分析求得结构X向、Y向位移角分别为1/1618、1/1479，满足规范位移角要求。
2关键构件分析
由于框支剪力墙结构在转换楼层处受力复杂，在地震作用下易发生严重破坏或倒塌，为结构的抗震性能薄弱点，故针对该部分楼板的传力能力及转换梁、柱的抗震性能进行专项分析。
2.1转换层楼板应力分析
转换层楼面起着传递水平地震力及协调转换层上下竖向构件变形的重要作用，故将三层楼面取为130mm，转换框架区域楼面加厚至200mm，双层双向配筋，提高转换层楼板配筋率至0.3%，设定其抗震性能目标为中震弹性，并适当加强转换层以上两层楼板配筋，根据分析可知，设防地震作用下楼板对应的最大拉应力是1.78MPa，小于混凝土抗拉强度标准值（2.2MPa，C35）,即设防地震作用下楼板基本处于弹性状态，结构性能良好，能有效传递地震作用。转换区域楼板主应力结果如下：
从转换框架应力图可以看出，框支梁的托墙跨中部位与框支柱的顶端出现应力集中，与实际认知相符。经比较，框支梁在构件层面有限元计算下需要的纵筋配筋为11200mm2略小于性能设计中震不屈服设计配筋，同时在此配筋下混凝土最大主拉应力为1.965N/mm2，小于混凝土抗拉强度标准值（2.2MPa，C35），中震下能做到结构抗弯不屈服。
3.结论
本项目由于剪力墙不连续而采用框支转换结构，采用基于性能目标的抗震设计方法，对结构的薄弱部位采取多项针对性加强措施，将转换梁、柱设计成型钢混凝土框架，以确保转换梁、柱的承载能力及抗震延性，严格控制转换柱轴压比，并加墙转换梁、柱箍筋配置，加强转换层楼面板厚及配筋，加强转换构件相邻跨剪力墙厚度及配筋，让建筑薄弱部位得到有效加强，较好地实现了设计目的，目前本项目已顺利竣工。
参考文献
[1] 徐培福，王翠坤，郝锐坤，肖从真 转换层设置高度对框支剪力墙结构抗震性能的影响 [J] 建筑结构 2000，30（1）：38-42.
[2] 建质[2010]109号 超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点[S]
[3] PMsap复杂多、高层建筑结构分析与设计软件用户手册[Z]. 北京：中国建筑科学研究院PKPM CAD工程部，2010
[4] JGJ3-2010 高层建筑混凝土结构技术规程[S] 北京：中国建筑工业出版社2010
论文作者:聂云
论文发表刊物:《中国住宅设施》2018年2月上第3期
论文发表时间:2018/10/18
标签：结构论文; 楼板论文; 剪力墙论文; 楼面论文; 框架论文; 构件论文; 位移论文; 《中国住宅设施》2018年2月上第3期论文;