[摘要]滨河时代项目为一超大型建筑综合体，集商业、办公、酒店、商务公寓, 住宅、大型地下停车场于一体。
本文首先介绍了本项目的工程概况、结构特点、主要构件尺寸与材料、抗震性能目标，小震弹性分析、弹性时程分析、中震分析、大震作用下抗震性能目标验算和结构抗震加强措施等内容。分析结果表明，该结构形式可以满足设计所定的抗震设防目标的要求。
[关键词]高位转换； ABAQUS；动力弹塑性时程分析
1 工程概况[1]
滨河时代项目位于广东省深圳市福田区，与车公庙工业区隔路相望。南眺深圳湾和深圳福田红树林自然保护区，自然景观优美。地块范围55300平方米，建设用地面积43470平方米。项目主要由1 栋63层超高层写字楼、1栋32层超高层酒店、3栋30层高层商务公寓以及3栋45层超高层住宅楼，4层地下室和4层商业裙楼组成，图1为建筑效果图。
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图1
3座商务公寓，总高度100m。大堂设在3层，1～2层为商业，3、4层为架空绿化，4层为转换层， 5～30层为商务公寓，其中12及22层为避难层。首层层高为6m,2层层高为5.1m, 3层层高为4.3m, 4层层高为6.5m,5层层高为3.75m, 避难层层高为3.5m,标准层层高为3.2m。图2和图3分别为转换层结构平面布置图和标准层结构平面布置图。
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图3 标准层结构平面布置图
该工程设计基准期为50年，结构安全等级为二级。嵌固端为地下室顶板。抗震设防烈度为7度(0.1g)，设计地震分组为第一组[2]。抗震设防类别为标准设防类。建筑场地类别为Ⅲ类，特征周期为0.35s(规范值) ,地面粗糙度类别为C类，50年一遇基本风压为0.75KN/m2,风荷载体型系数取1.4[5]。
2 本项目结构特点[1]
1) 平面不规则：主楼平面为T型；平面凸出尺寸为相应边长的0.56; 2) 地下室侧壁完整，四周均有覆土，周边约束条件好; 3)由于建筑需要，塔楼上部的部分剪力墙不能落地，在四层进行转换，造成局部竖向构件不连续; 5) 转换层设在四层，未超过规范“7度区转换层不宜超过5层”的规定，本工程属于高度超限的B级高度高层建筑。
各部位抗震等级 表1
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3 主要构件尺寸与材料
本项目框支柱主要截面尺寸1000x1400、1400 x1500、1600 x1900、1400 x1900、1000 x1800，落地剪力墙厚度主要为500、300。转换层以上剪力墙典型厚度为300、250、200,混凝土强度等级从基础～屋面由C60～C30逐渐过渡。转换层楼板厚度为180mm, 标准层板厚100~150mm
4 抗震性能目标
根据《高层建筑混凝土结构技术规程》[4]（JGJ3-2010）3.11.1条规定，总体抗震性能目标定为C级, 详见表2
抗震性能目标 表2
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5 分析结果
5.1 小震弹性分析
根据规范要求,项目采用了两个不同力学模型的结构分析软件(PKPM,Midas Building)进行整体计算,主要计算参数如表3。
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主要分析结果 表4
通过整体结果分析表明：结构稳定性、周期比、质量参与系数、层间位移角、位移比、剪重比、刚度和承载力均满足规范要求，框架柱底部倾覆弯矩百分比X和Y向分别为29.05%、45.2%,不大于50%,框架柱剪力按0.2Q0和 1.5Vf,max(框支柱按0.3Q0)较小值调整, 因此基本满足二道防线要求。
弹性时程分析主要结果如表5所示。
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弹性时程分析主要结果 表5
计算结果表明,各时程曲线计算所得基底总剪力，均大于振型分解反应谱求得的基底总剪力的65%，且不大于135%；三条时程曲线计算所得基底总剪力的平均值和Y向分别为94.39%和93.34%，大于振型分解反应谱求得的基底总剪力的80%，且不大于120%。从主要时程计算结果可以看出， CQC法的层间剪力均大于地震波对应的平均层间剪力，因此采用CQC法进行设计。
5.2 中震分析
根据规范要求，采用PKPM对塔楼进行中震不屈服和中震弹性计算，中震计算时考虑的主要因素:(1)不考虑风荷载组合;(2) 最大地震影响系数按设防烈度调整为0.23,计算分析不考虑与抗震等级有关的增大系数及其他内力增大系数；(3) 连梁折减系数改为0.5;(4)中震不屈服不同之处：荷载作用分项系数取1.0，材料强度取标准值。在中震作用下，结构整体指标见表6。
结构整体指标 表6
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5.3 大震作用下抗震性能目标验算
本工程采用大型通用有限元软件ABAQUS6.10进行动力弹塑性时程分析具体内容如下：
（1）评价结构在罕遇地震下的弹塑性行为，根据主要构件的塑性损伤情况和整体变形情况，确认结构是否满足“大震不倒”的设防水准要求；
（2）研究高度超限对结构抗震性能的影响，包括罕遇地震下的最大顶点位移，最大层间位移以及最大基底剪力；
（3）通过罕遇地震下结构的受力和变形特性评价结构体系的工作方式；
（4）论证整体结构在大震作用下的抗震性能，寻找结构的薄弱层或（和）薄弱部位；
选取一组人工波和两组天然波，采用双向地震波输入。地震波峰值比分别为X：Y =1：0.85和X：Y =0.85：1，峰值取220gal，持续时间都为40秒。
5.3.1 整体计算结果
表7为ABAQUS与PKPM计算基本参数结果
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基底剪力 表9
由大震作用下动力弹塑性分析结果可知：
(1）罕遇地震作用下结构仍保持直立，最大层间位移角X向为1/147，Y向为1/171，小于罕遇地震作用下最大层间位移角1/100(转换层1/120)的限值,满足规范“大震不倒”抗震设防基本要求；
(2)罕遇地震约为多遇地震结构底部地震剪力的4～5倍，说明部分构件通过非线性行为退化刚度削减了地震作用，且在罕遇地震作用下结构整体的宏观变形是满足规范要求的;
5.3.2 结构构件应力、应变分析[7]
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ABAQUS构件损坏标准 表10
图4为框支梁钢筋应力、混凝土受压损伤因子分布图，根据实际换算后的框支梁纵向钢筋最大拉应力均小于钢筋强度标准值400MPa，说明罕遇地震作用下框支梁纵向钢筋未出现屈服。框支梁混凝土最大受压损伤因子dc=0.0015,满足轻微屈服性能目标要求。
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(b) 混凝土受压损伤因子分布
图4 框支梁纵向钢筋的应力、应变分布
图5为剪力墙、连梁混凝土受压损伤因子分布图，从图中可以看出，底部加强区剪力墙混凝土最大受压损伤因子dc＜0.1,在顶部几层剪力墙混凝土最大受压损伤因子dc=0.00197，出现轻微损伤；连梁混凝土最大受压损伤因子dc=0.94＞0.5,部分严重损坏，但满足罕遇地震作用下部分抗弯屈服，抗剪截面控制要求性能目标。
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图5剪力墙、连梁受压损伤因子分布
6 结构抗震加强措施
(1) 加厚转换层楼板至180mm，并加强配筋，双层双向，转换层上下两层板厚取150mm。
(2) 增加洞口周边楼板的厚度至150mm，并加强配筋。
(3) 对剪力墙应力集中部位，将采取增加局部配筋以及顶部增设暗梁措施。
(4) 对剪力墙变形集中部位，连梁采用钢筋配置对角斜向钢筋或交叉钢筋暗撑或设水平缝。
参考文献：
[1] GB50011-2010 建筑抗震设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2010.
[2] GB50223-2008 建筑工程抗震设防分类标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2008.
[3] 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,2011.
[4] GB50009-2012 建筑结构荷载规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2012.
[5] 王鹏，许平，等. 某高位转换超限高层办公楼结构设计与分析 [J].建筑结构,2016,46(8):26
作者简介：崔林，工程师， Email:50836480@qq.com