摘 要 塔坛国际商贸城总建筑面积超过300万m2，大型商业总建筑面积超过170万m2，拥有10万m2空中花园，是华北地区规模最大的商贸批零交易基地，石家庄批发行业发展史上的又一座里程碑。塔坛国际商贸城由现代化大型主题批发商城、5A写字楼、精装公寓、五星级酒店、地下仓储物流配送中心、大型超市、全智能停车场、若干条风情商业步行街和高档住宅共同组成。本文以1A3＃及1B2＃地块为例，较为详细地介绍了塔坛国际商贸城项目结构设计的主要内容，包括各单体的地基基础、结构布置、计算分析方面等，并介绍了本工程采取的抗震构造措施。
关键词 框架－核心筒结构；剪力墙；抗震构造措施
1 工程概况
本工程为河北塔坛房地产开发有限公司开发的塔坛商贸城项目1A＃、1B＃商业，地处石家庄市南二环南侧，胜利南街以西。工程总建筑面积约92.1万m2，其中地上建筑面积约61万m2，地下建筑面积约31.1万m2。
1A＃、1B＃商业单元划分如图1所示（1A＃、1B＃以图中商业内街为界）图中阴影区示意高层塔楼，非阴影区示意为5F裙房。图2为建筑效果图。
图1 商业单元划分
图2 建筑效果图
2 地基基础设计
依据中佳勘察设计有限公司2012年8月提供的《塔坛国际商贸城岩土工程勘察报告》：拟建场地内无不良地质作用，场地稳定。本次勘察最大深度80.00m，主要底层由杂填土、黄土状粉土、粉土、砂类土、粉质黏土、卵石、黏土等构成。按工程地质特性，共划分13层。基底以下各土层的分布规律及岩性特征详见表1。
表1 土层分布和岩性特征
本场地地下水位埋深超过40m，可不考虑地下水的影响；场地内无不良地质作用、无环境地质问题，地基为均匀地基，适宜进行本工程的建设。
2.2 地基基础设计
本工程由主楼、裙楼组成，1A3＃主裙楼基础顶标高均为－14.800m，主楼筏板厚2200mm；1B2＃主楼基础顶标高为－14.700m，主楼筏板厚2200mm。本工程主楼应进行地基处理，地基处理采用素混凝土桩复合地基方案。处理后承载力特征值fspk＝540kPa，且地基各部位变形特性应一致。依据勘察报告处理深度进入7层中粗砂或8层粉质黏土不小于1m。裙房部分筏板厚800mm，柱下加下反柱墩。裙房采用天然地基，地基持力层为4层粉土（或4－1层细砂）。由于主裙楼之间层数、重量差异较大，这将导致建筑物产生不均匀沉降。为解决此问题采用两种方案：
（1）主楼与裙房相交处加沉降后浇带；
（2）主楼与裙房基础相交处裙房基础筏板局部加厚为1000mm。1000mm厚筏板包括裙房与主楼相邻处裙房的柱墩基础。
3 结构设计
3.1 结构设计基本概况
地下负3层按人防设计，人防等级：甲类核6级常6级。本工程建筑结构安全等级为二级，本工程在正常施工、正常使用、正常维护情况下设计使用年限为50年。耐火等级为一级，构件耐火极限：柱墙3.0h，梁2.0h，板1.5h。
基本风压：W0＝0.35kN／m2（H＞60m为0.40kN／m2），地面粗糙度按C类。
场地地震基本烈度为7度；抗震设防烈度为7度。设计基本地震加速度为0.10g，设计地震分组为第二组，建筑场地类别为Ⅱ类。
场地标准冻土深度为0.60m。地下水深度超过40m。
3.2 结构体系
1A1＃～1A4＃为框架－核心筒结构；1B2＃，1B3＃为剪力墙结构；1A商业一区至三区，1B商业一区至三区为框架结构。其中1A1＃、1A3＃、1A4＃、1A商业一区至三区、1B商业一区至三区单层商业面积超5000m2，抗震设防类别为乙类，其余的为丙类。本工程首层满足嵌固条件，故抗震等级分别为：
1A1＃、1A3＃、1A4＃地下3层为三级；地下2层为二级；地下1层至裙房顶（6层）为一级；6层以上为二级。
1A2＃、1B2＃、1B3＃地下3层，地下2层为三级；地下1层以上为二级。
1A商业一至三区，1B商业一至三区地下3层为三级；地下2层为二级；地下1层至裙房顶为一级。具体详见表2。
表2 各单元剪力墙及框架抗震等级
注：表中（）内抗震等级及设防类别用于地上5层顶板以上。
3.3 主要构件断面
1A3＃主楼核心筒外墙厚度，自下至上厚度变阶三次分别为500mm，400mm，300mm；筒体内墙厚度为300mm，250mm。主楼框架柱截面分段为1200mm×1200mm，1100mm×1100mm，1000mm×1000mm，800mm× 800mm，700mm×700mm，600mm×600mm。裙房框架柱截面为800mm×800mm。主楼现浇混凝土核心筒墙体强度等级由C50沿竖向分两次变化至C30，框架柱的强度等级由C60沿竖向分三次变化至C30。
1B2＃剪力墙厚度自下至上厚度变阶二次分别为400mm，300mm；主楼框架柱截面分段为1200mm× 1200mm，1100mm×1100mm，1000mm×1000mm，1000mm×800mm，800mm×800mm。剪力墙墙体强度等级由C50沿竖向分两次变化至C30，框架柱的强度等级由C60沿竖向分三次变化至C30。
裙房框架柱截面为800mm×800mm。裙房框架柱的强度等级由C50沿竖向变化至C40，与构件截面变化相协调，使结构竖向刚度均匀、连续无突变。
主楼及裙房板厚在地下3层顶时为200mm厚（人防层），地下2层顶为150mm，首层为180mm（嵌固层）。1A1＃，1A3＃，1A4＃，1B2＃因主楼与裙房相连，所以在裙房顶（六层）时板厚取150mm，并设置拉通钢筋；在七层时板厚取120mm，设置拉通钢筋。其余层框架核心筒范围板厚层层取120mm厚并设置拉通钢筋。
梁布置在地下室及裙房屋顶时采用井字梁布置，其余层采用十字梁布置。
1A3＃主楼、1B2＃主楼结构平面布置图分别见图3至图6。
图3 1A3＃2层结构平面布置图
图4 1A3＃标准层结构平面布置图
图5 1B2＃2层结构平面布置图
图6 1B2＃标准层结构平面布置图
3.4 1A3＃、1B2＃结构计算分析
本工程采用“高层建筑结构空间有限元分析与设计软件SATWE（2012年网络版）”进行结构计算，地震效应采用双向水平地震作用下的扭转耦联效应。表3为结构考虑扭转耦联时的振动周期（s）、X及Y方向的平动系数、扭转系数。表4为结构考虑偶然偏心的X及Y方向的最大层间位移角、位移比、框架柱最大轴压比、底层框架柱承担倾覆力矩比、剪重比等。地震作用下最大层间位移角曲线见图7、图8。
表3 考虑扭转耦联时的振动周期、平动系数、扭转系数
表4 考虑偶然偏心的最大层间位移角、剪重比
由表4可见，前两个振型分别为X及Y向平动，第三个振型为扭转振动，且以扭转为主的第一自振周期与以平动为主的第一自振周期之比小于0.90。
通过计算，X及Y方向楼层侧移刚度与上一层侧移刚度70%的比值或上三层平均侧移刚度80%的比值中之较小者Ratx1，Raty1均大于1.0；楼层抗剪承载力本层与上一层之比均大于0.90。结构侧移刚度沿竖向规则。
图7 1A3＃地震作用下最大层间位移角曲线
图8 1B2＃地震作用下最大层间位移角曲线
4 结构措施
墙，柱混凝土强度变化应在设计中错开墙柱的断面变化，以避免刚度的突变。
1A1＃、1A3＃、1A4＃、1B2＃主楼与裙房相连较多，所以剪力墙约束边缘构件延至裙房顶的上一层。核心筒剪力墙四角底部加强部位至屋顶均设置约束边缘构件。
本工程属超长结构，建议采用微膨胀纤维混凝土；施工应满足《补偿收缩混凝土应用技术规程》JGJ／T 178－2009；《纤维混凝土结构技术规程》CECS38－2004。考虑超长较多，楼板上表面没有钢筋的范围内设双向钢筋（Φ6＠200），该钢筋与楼板支座上部筋搭接长度为ll。
核心筒内部的楼板厚度不宜小于120mm，宜双层配筋；筒体结构的楼盖外角宜设置双层双向钢筋，单层单向配筋率不宜小于0.3%，钢筋的直径不应小于8mm，间距不应大于150mm，配筋范围不宜小于外框架至内筒外墙中距的1／3和3m。
核心筒墙体设计底部加强部位主要墙体的水平和竖向分布钢筋的配筋率均不宜小于0.3%；底部加强部位约束边缘构件沿墙肢的长度宜取墙肢截面高度的1／4，约束边缘构件范围内应主要采用箍筋。
5 结 语
结构设计是个系统、全面的工作。作为结构设计人员选择合理的结构形式和结构布置对于整个设计过程起到至关重要的作用。在结构设计中采取适当的抗震加强措施可以使整个工程的结构体系更加安全可靠。
塔坛国际商贸城作为超大型商业综合体，无论从结构体系的选择、结构单体之间的相互关系的处理、结构计算模型的确立、超长结构温度应力的分析等方面，对结构设计人员提出了前所未有的挑战，同时可为今后同类工程的结构设计提供借鉴。
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