摘要：本文簡述了高位轉換復雜高層建筑結構設計的過程及采取的構造措施，為高位轉換復雜高層建筑提供了參考。
　　關鍵詞：高位轉換復雜高層；結構計算及分析；型鋼混凝土組合結構
　　
　　一：工程概況
　　本工程是一座集商場、住宅為一體的復雜高層建筑。座落在淮南市繁華商業地段上，占地面積5028.77m2,總建筑面積71340m2�？偢叨�98.3m，地上三十層，地下一層。
　　本工程地震作用按本地區抗震設防烈度為7度（0.10g），場地類別為II類，場地土特征周期為0.35s；設計地震分組為第一組。房屋安全等級為二級，建筑抗震設防類別為丙類，地基基礎等級為甲級；基本風壓取0.40kN/m2，基本雪壓0.60kN/m2，設計使用年限為50年。
　　本工程上部分為北區、南區及中間商場，（北區為K～P軸，南區為A～E軸，中間商場為F～J軸）。南、北區主塔樓為四棟30層商住樓，且塔樓平面相近，總高度98.300m，采用部分框支剪力墻結構（五層頂高位轉換）；中間商場裙房部分為5層商場，總高度為25.500m，采用框架結構體系。南、北區及中間商場下均設一層地下室，地下室層高為5.2m。
　　±0.000以上四個主塔樓和裙房間均設置抗震縫，避免多塔結構；地下室部分因建筑使用要求，不允許設縫，故地下室頂板作為上部結構的嵌固端，各項參數均滿足《抗規》第6.1.14條要求。且地下室為超長結構，則在⑦~⑧設置一道收縮后澆帶（主塔樓后澆帶至±0.000，裙房至裙房屋面），并在主塔樓與裙房間設置兩道沉降后澆帶至±0.000。
　　本工程結構材料強度為：豎向構件混凝土強度為C45～C25，水平構件混凝土強度為C40～C25；梁、柱內縱筋采用HRB400，板內鋼筋采用HPB235和HRB335組合配筋。梁、柱縱筋采用新三級鋼能節省鋼材用量。
　　二：結構設計
　　1. 結構的概念設計
　　本樓主塔樓6~30層的主要功能為住宅樓，采用剪力墻結構，下部5層為商場，為滿足大空間建筑功能的要求，經過多種結構方案的比較，最后決定局部采用框支抗震墻結構體系。在結構方案設計階段，重點考慮了以下的幾個問題。
　　1)結構平面布置的概念設計
　　由于主塔樓的建筑使用功能的要求，樓、電梯的核心筒設置在房屋的北側，這樣就會造成結構的質量中心與剛度中心不重合，必然造成結構的抗扭剛度太弱，為了減小質量與剛度的偏心，加強結構的抗扭轉效應，在每個結構單元的南側的角落，加長了剪力墻。由計算分析表明，這些角部加強的剪力墻對結構扭轉的貢獻是顯著的。每個單體的最大層間位移與平均層間位移的比值均不大于1.2，避免了扭轉不規則。
　　2)豎向承重及抗側力構件的概念設計
　　落地剪力墻和筒體底部墻體應加厚，除電梯井為滿足建筑功能要求外，其余落地剪力墻均比轉換層上墻體不同程度的加長、加厚；轉換層上部結構與下部結構的側向剛度比值應符合《高規》附錄E的規定；轉換層的轉換構架傳力簡單、直接，為達到這一目標，本工程在滿足建筑使用功能的前提下，考慮如何布置1~5層的框支柱柱網。因建筑立面及層高的要求，框支柱截面最大取值1100X1100mm，轉換梁高也控制在2m以內；經反復試算，普通混凝土框架梁、柱無法滿足設計要求（如柱軸壓比較難控制在規范允許范圍），遂采用型鋼混凝土梁及型鋼混凝土柱。
　　3）結構構造措施要求
　　隨著混凝土強的等級的提高，樓面的梁、板溫度裂縫會隨之加大，因此梁、板混凝土強度等級會比豎向構件相應低一個等級，當水平構件混凝土等級比豎向構件低時，梁、柱節點核心區的混凝土強度等級同柱、墻混凝土強度等級。
　　因本工程局部框支柱及轉換梁為型鋼混凝土組合結構，所以對型鋼梁、柱的截面要求，節點構造均參照（04SG523）《型鋼混凝土組合結構構造》。
　　2．結構計算及分析
　　本工程結構計算采用中國建筑科學研究院編制的PKPM程序，按規范要求應至少采用兩個不同力學模型的三維空間分析軟件進行整體內力、位移計算，所以結構計算采用了一個是空間桿墻元模型（SATWE程序），作為主要計算程序，另一個是廣義協調墻元模型（PMSAP程序）做為輔助計算程序
　　1）周期：本工程抗震計算采用考慮扭轉耦聯的振型分解反應譜法，取18個振型；SATWE第一扭轉周期/第一平動周期=1.2455/2.5105=0.496<0.85
　　PMSAP第一扭轉周期/第一平動周期=1.796/2.469=0.727<0.85
　　周期計算結果說明結構具有較好的抗扭剛度，使得結構的扭轉效應控制在合理的范圍內；結構有效質量系數均大于90%，結構計算時取18個振型滿足地震力計算要求。
　　2）位移比：本工程豎向構件的最大位移與層平均位移的比值（或最大層間位移與平均層間位移的比值）最大值為1.15<1.20，說明結構的平面布置比較合理。本工程最大層間位移角1/1396<1/1000，滿足規范要求。
　　3)結構整體穩定驗算結構：
　　X向剛重比EJd/GH2=8.44
　　Y向剛重比EJd/GH2=6.40
　　該結構剛重比大于1.4，能通過《高規》5.4.4條的整體穩定驗算
　　該結構剛重比大于2.7，可以不考慮重力二階效應
　　4）剪重比：本工程X方向最小剪重比為1.83%，Y方向最小剪重比為1.82%，均大于1.6%，滿足規范要求；且X向，Y向剪重比相近，說明結構雙向剛度比較接近，較合理。
　　5）彈性膜假定：彈性膜單元由于假定樓板平面外剛度為零，所以既可以真實的反應樓板的面內剛度，又可以避免造成梁的安全度的降低；為此本工程框支轉換層樓板及上部結構樓板平面布置時產生的局部凹槽板帶均采用彈性膜假定計算，其計算結構更趨向于實際情況。
　　6)考慮本工程為五層高位轉換，底部幾層為框支抗震墻結構，結構豎向抗側力構件不連續；主體塔樓高度為98.300m，接近100m，故采用彈性動力時程分析法進行多遇地震下的補充計算。
　　3．結構構件設計及構造措施
　　1）梁、板均按計算及裂縫控制配筋：地下室頂板最小厚度為180mm（人防部分頂板最小厚度250mm）；轉換層除懸挑端外最小板厚度為180mm；轉換層上下兩層板厚度除懸挑端外最小板厚度為150mm；屋面板（除塔樓部分）最小厚度為130mm；以上樓層板均雙層雙向配置樓板鋼筋
　　2）根據《高規》第10.2.4條，底部帶轉換層的高層建筑結構，其剪力墻底部加強部位的高度可取框支層加上框支層以上兩層的高度及墻肢總高度1/8二者的較大值。經計算得本工程底部加強區到框支層以上兩層的高度。根據《高規》第10.2.5條，對部分框支剪力墻結構，當轉換層的位置設置在三層及三層以上時，其框支柱、剪力墻底部加強部分的抗震等級尚宜按本規程表4.8.2和表4.8.3的規定提高一級采用。所以本工程的框支柱為特一級，框支框架（除框支柱）為一級，底部加強區剪力墻為一級，非底部加強區剪力墻為二級。
　　3）本工程因其建筑功能需求，經過反復計算分析，在轉換層采用了型鋼混凝土組合結構；型鋼混凝土組合結構是混凝土內配置型鋼和鋼筋的結構（我們簡稱SRC）。
　　三．結束語
　　框支抗震墻結構是抗震不利的結構體系。設計時不僅要求整體結構的平面布置合理、豎向布置合理，還應重點考慮轉換層布置。在結構方案設計階段，應對結構體系的特點有清醒的認識，有針對性的對結構薄弱層、薄弱部位及建筑設計方案可能帶來的設計缺陷有宏觀的把握，然后需進行多方案對比試算，最后制定完善的結構方案。