世茂深坑酒店总体结构设计
汪大绥， 陆道渊， 陆益鸣， 哈敏强， 任涛， 黄良
［摘要］ 世茂深坑酒店主体建筑位于地质深坑内，依崖壁建造，为独特的两点支承结构体系。地上建筑2 层，地下至水面建筑共14 层。酒店主体结构采用钢框架-支撑结构体系，框架柱采用钢管混凝土柱。本文介绍了该工程的岩质边坡稳定性问题、地基基础设计、结构布置和结构分析计算，着重阐述了抗震性能目标确定、结构体系优化、关键构件安全储备等抗震超限设计的措施，并介绍了设计中的其他关键问题。
1 工程概况［1］
“松江辰花路二号地块”深坑酒店主体建筑设计于地质深坑内，依崖壁建造，总建筑面积55058m2。酒店主体建筑分为地上部分、地下至水面部分以及水下部分。其中地上建筑2 层( 局部带1层地下室) ，高度约10m; 地下至水面建筑共14 层，高度约53.6m; 水下部分建筑2 层，高度约10.4m;建筑总高度约为74m。于2008 年开始设计。建筑效果图见图1
采石坑外部勘察深度范围内的地基土除基岩外均属第四纪松散沉积物。采石坑内部勘察深度范围内的地基土为碎石层及弱风化基岩。坑顶2 层裙房局部带1 层地下室) 以± 0．000 楼板作为嵌固端;坑内主体建筑通过分块箱形基础和堆石混凝土基础座落在坑底弱风化基岩上，同时在坑顶通过跨越钢桁架支承在坑口的岩石基础上，提供竖向和水平约束。因此本结构在水平地震作用下的变形形态不是普通结构的悬臂梁特征，而是较为特殊的一端固接、一端简支梁的特征。
结构设计使用年限为50 年，建筑安全等级为二级，地基基础安全等级为二级。抗震设防类别为丙类，抗震设防烈度7 度，场地类别Ⅱ类，设计地震分组第一组。基本风压w0 = 0． 55kN /m2 ，地面粗糙度为B 类。
2 岩质边坡稳定性问题和坑顶地下室围护［2］
本项目边坡高度达70m，超出现行规范的最高边坡规定，应属于超级边坡。图2 是采石坑的状况。坑内主体建筑通过分块箱形和堆石混凝土基础坐落在坑底弱风化基岩上; 在坑口处设置岩石基础支承跨越钢桁架作为建筑物顶部支座，深坑边坡顶部将承受竖向以及水平荷载。在建筑物使用期内，深坑岩体边坡在静力荷载以及地震作用下的整体稳定、
位移等是否满足主体建筑的支座和结构形式的需求将成为结构方案是否合适的关键。因此，需要对边坡稳定性分析评价报告进行审查，并提出完善补充意见。
上海申元岩土工程有限公司完成了《深坑酒店工程深坑边坡长期稳定性和支护设计方案》，并由上海市城乡建设和交通委员会科学技术委员会组织专家进行了咨询。该方案表述: “在锚固支护措施后，静力超载下的基坑水平相对位移为2．0mm，边坡稳定性安全系数为2．2; 小震作用下基坑的水平相对位移为20mm，边坡稳定性安全系数为1． 6; 大震作用下基坑的水平相对位移为80mm，边坡稳定性安全系数为1． 4。”
由于坑顶地下室在坑口周边没有覆土，为了减小外围地下室覆土对结构形成的不平衡水土压力，坑顶地下室的围护建议采用重力坝等自承式围护形式，在地下室和围护之间采用砂石回填密实。
3 地震安评的地震动参数［3，4］
中国地震局地壳应力研究所提供的《上海世茂松江辰花路二号地块地震安全性评价报告》［3］ 表述: “深坑酒店主体结构顶部设置钢桁架和崖壁相连，钢桁架支点将分别设在位于坑顶土层的点M 和位于坑底的点N 处。利用计算软件FLAC 对工程场地进行动力响应分析，图3 为局部的计算模型。在各种分析工况下，计算得到的点M 和点N 的等效相
位差最大值约为5°，说明基底输入的地震波经过不同的传播路径达到两点后，相位差别不大，也即两点振动的方向差别较小。在同一地震动作用下，坑底点N 与坑顶点M 的加速度响应振幅差最高接近50% ，而相位差很小。综合以上分析，进行建筑物抗震计算时，对分别位于坑底和坑顶部位的支座，应考虑其输入激励的差异，即采用多点输入方法，坑底和坑顶部位分别采用地震安全性评价给出的不同的地震波，但可不考虑相位差别。”根据安评报告可知，本工程地震时程分析应采用多点输入方法，坑底和坑顶部位分别采用存在幅值差但无相位差的地震时程波。
4 结构力学性能的特点和结构体系的选取
关于坑内主体建筑在坑顶是否与坑顶基岩相连，结构方案的选型过程中，采用了悬臂梁模型和一端固接、一端简支梁模型的简化模型进行了对比。图4，5分别为悬臂梁模型和一端固接、一端简支梁模型由反应谱计算得到的剪力图、弯矩图。
图6 结构典型楼层平面及剖面图
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