[摘要]介绍深圳某高层公交立体车库的抗震设计。重点介绍基础设计、主体结构建模及设计、屈曲支撑以及楼板受力分析的对车库的影响，并通过大量补充计算分析，确保结构具有良好的抗震性能。
[关键词] 超限高层；基础设计；结构建模；受力分析
1 工程概况
本工程位于深圳市南山区，妈湾大道和月亮湾大道交叉口东南侧地块内，建设用地面积19465平方米，总建筑面积为98500平方米，地下建筑面积为11900平方米，地上10层，地下1层，其中地下一层兼顾公交车和小汽车停车，1层为维修保养车库、材料仓库及应急充电车位，2-7层是公交停车库，8-10层是辅助办公用房。建筑效果图见图1。
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图1 建筑效果图 图2 建筑剖面图
主楼地上共10层，建筑总高度49.8m，属于高层建筑，辅助用房共3层，建筑总高度11.7m，两者相连不设缝，地下室和一~七层层高分别为6m、5.2m，地下室埋深8.7m。建筑剖面图见图2。
2 自然条件
本工程结构设计使用年限为50年，建筑安全等级为二级，地基基础的设计等级为乙级。建筑抗震设防标准为乙类，深圳市抗震设防烈度为7度，基本地震加速度为0.1g，所属设计地震分组为第二组，基本风压按50年重现期的风压W0=0.75KN/m2，地面粗糙类别为B类。
场地原始地貌为低丘，后经人工采石开挖形成现状，现地势较平坦。根据揭露的地层及场区的位置，场区地层主要为杂填土、蓟县系-青白口系混合花岗岩构成。勘察期间测得其混合稳定水位埋深为0.2～3.2m根据当地资料，对于地下室部分应考虑抗浮设计，地质勘探报告提供地下室抗浮水位标高为室外地坪以下0.5m为宜。
3 基础设计
由于本项目位于旧采石场，场地为Ⅰ类，基础类型采用筏板加柱墩基础，筏板板厚h=550mm，混凝土等级为C30，抗渗等级均为P8。柱墩尺寸1050-2200mm，并进入持力层(微风化花岗岩)均不小于1m，其抗压承载力特征值为4000KN。虽然辅助用房结构荷载较大，与外围车库荷载有较大差异，但由于基底为微风化岩，仅辅助用房外一跨处设置沉降后浇带，主楼结构施工完毕后两个月且沉降观测趋于稳定后，方可浇筑沉降后浇带。地下室采用柱下筏板基础+柱墩，抗浮部分取消抗拔锚杆，采用覆土压重进行平衡。施工时，设抗拔锚杆孔直径150mm，有效长度3m，作为降水措施的辅助安全措施。详见图3。
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图3 大底盘基础平面图 图4结构标准层布置图
4 上部结构布置
根据建筑的体型和高度，本工程初步设计采用框架-剪力墙结构，剪力墙的布置结合建筑功能，主要分布在坡道两侧及周边楼梯间。后施工图设计为考虑尽可能保证车辆周转效率，改为框架结构，采用建筑面层结构与一体成型楼面，框架柱尺寸为700x700～1000x1000，标准层框架梁截面尺寸为500x1000，次梁截面尺寸为300x700。一层楼板厚度200mm，二层及以上车库楼板厚度160mm,辅助用房楼板厚度120mm。结构标准层布置图见图4。
由于结构跨度大，梁高又受限，所以柱采用较高混凝土强度等级（C50～C35），随高度逐渐变化，梁板水平承重结构构件等级由于要考虑车辆动荷载，为防止楼板开裂，与建筑面层统一均采用C35混凝土。主楼及相连裙房地上各层抗震等级及抗震构造措施均为二级(局部提高至一级)，地下一层抗震等级及抗震构造措施同一层。
5 抗震超限计算分析及设计
5.1 不规则性及超限判断
根据《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要求》进行规则性判别。具体超限情况见表1。
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结论：同时具有三个不规则，属于特别不规则结构，因此本项目属于超限高层结构。
5.2 多遇地震振型反应谱计算分析
本工程采用两种符合实际情况的空间分析程序：YJK程序及PKPM程序。结构计算模型图见图5。
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图5 结构整体计算模型图
两种分析软件的计算结果均满足规范的限值要求，同时通过比较可知，在结构自身振动特性、地震作用和结构位移等方面两种软件的计算结构比较接近，表明计算结果合理、可信。多遇地震计算结果见表2。
多遇地震计算结果 表2
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5.3 弹性时程分析补充计算分析
结构计算地震波选取两条天然波(Morganhill 457和 Taiwan06NO3282)和一条人工波(RH3TG025)，地震波加速度为35cm/s2。表3为弹性时程基底剪力计算结果。结果表明：三条地震波作用下结构平均基地剪力平均值大于振型分解反应谱法的80%且小于120%，各条波分别作用下的基底剪力值大于振型分解反应谱法的65%且小于135%，在对应于结构主要振型的周期点上相差不大于20%，满足规范要求。
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5.4 超限构造措施
对于公交车库平面不规则超限，采用以下措施：1、对体型突变的薄弱部位（辅助用房突变层的下一层车库顶板）按弹性板假定进行补充计算。小震作用下，混凝土主拉应力小于混凝土抗拉强度标准值；中震作用下，楼板钢筋不屈服。2、对大开洞的公交停车楼层，采用符合楼板平面外刚度假定的补充计算，并且楼板开孔四周边梁结合整体混凝土护栏均予以加强，同时对洞口周边设置局部楼板加厚的道牙，楼板配筋采用双层双向配筋，配筋率由于道牙的存在与行车区配筋相同，不再提高。对于其他洞口四周的柱由于剪刀坡道的存在而不再加强，仅考虑按短柱配筋全高加密。
对于竖向收进导致的竖向不规则超限。采取以下措施：1、为保证辅助用房屋面层与主楼之间的楼层承载力及刚度比过渡，上部收进结构的底部楼层层间位移角不大于相邻下部区段最大层间位移角的1.15倍。2、体型收进部位上下各2层主楼周边竖向结构构件的抗震构造措施等级提高至一级，同时加强收进部位以下2层结构周边竖向构件的配筋率。3、辅助用房楼板厚度取120mm，双层双向配筋，每层每方向的配筋率不小于0.3%，同时裙房屋面相邻上下层楼板也应加强构造措施。3、采用耗能型BRB屈曲约束支撑，在层间位移较大的楼层沿四周设置，控制整体结构进行多遇地震计算时,结构的阻尼比不应大于0.045,或按混凝土框架部分和钢支撑部分在结构总变形能所占的比例折算为等效阻尼比。结构弹性层间位移角宜控制在1/600~1/700;罕遇地震作用计算时,结构弹塑性层间位移角控制在1/80 左右。在进行罕遇地震作用下的弹塑性计算时,结构阻尼比应取0.05)。
5.5 楼板应力分析
由于二层楼板开大洞，采用YJK软件对标准层开洞区域楼板进行应力分析，图6和图7为X、Y向地震工况楼板内力应力等值线，计算值见表4。
图6 X向地震工况楼板内力应力等值线
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图7 Y向地震工况楼板内力应力等值线
经计算，在小震情况下，二层楼板主拉应力小于混凝土抗拉强度标准值(C35,2.20N/mm2)。
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在中震情况下，二层楼板大部分区域主拉应力仍小于混凝土抗拉强度标准值。根据有限元计算结果，局部应力较大处，楼板配筋加强至12@100，钢筋拉应力约为316 N/mm2，小于钢筋抗拉强度设计值。
6 结论
(1)由于公交综合车场需要大空间且层数多会导致公交驾驶员疲劳，建筑高一般远小于规范允许的同类高层的高度为120m，相对高度并不高，可按实际高度选用框架或框架-剪力墙设计。
(2)由于辅助楼的存在必然存在高位收进，导致结构竖向不规则，根据当地的审图要求，辅助楼首层上下相关范围的墙柱抗震构造措施等级提高至一级，配筋率相应提高，辅助楼及相连的主楼楼板板厚均为160mm，双层双向配筋，每层每方向的配筋率不小于0.45%。
(3)车库区楼板开大洞，进行楼板内力应力分析，局部楼板不但构造上需要结合公交车库的防护构造进行配筋，局部构件也需要加强。
(4)根据规范的相关条文，各楼层层间位移角、位移比、剪重比、振型质量参与系数等电算结果均需要满足规范要求，局部平面受限时，通过在楼层四周增加屈曲约束支撑的方式，进行解决。通过采取以上加强措施后，综合车库的结构抗震设计是安全可靠经济的，并且在工程实践中，实际效果良好。
参 考 文 献
[1] JGJ 3-2010，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.
[2] GB 50011-2010，建筑抗震设计规范 [S] .北京:中国建
筑工业出版社，2010.
[3] GB 50007-2011，建筑地基基础设计规范 [S] .北京: 中
国建筑工业出版社，2011.
[4] 莫沛锵主编，多高层钢筋混凝土结构设计技术要点
[M]. 北京:中国建筑工业出版社，2013.
[5] 吕西林主编，超限高层建筑工程抗震设计指南 [M].第
2版.上海:同济大学出版社，2009.