一线、二线城市的商业综合体日益增多，商业综合体往往以塔楼和裙房组合在一起的形式出现。裙房主要功能以商业为主，塔楼功能多为写字楼、公寓、酒店等。塔楼和裙房是否可以一体设计、抗震性能如何，一直是结构工程师最纠结的问题之一。有条件时采取塔裙分缝方案，是结构工程师最欢迎的方案。但是在裙房高度范围内，裙房和塔楼的建筑功能往往是统一的，采取塔裙分缝方案不利于建筑功能统一和后期装修使用，所以，建筑师和业主方往往对塔裙一体不分缝的方案情有独钟。将建筑师和业主方的梦想化为现实，对于结构抗震设计而言，则是不小的挑战，有必要深入研究塔裙一体结构的地震响应特点。

　　 根据文献[1,2]的相关研究成果可知，影响塔裙一体结构地震响应的因素非常多，塔楼的数量、塔楼与裙房的布置关系、塔楼的高度、裙房层数和刚度等，都或大或小影响着结构的地震响应情况。

　　 本文以相对简单的超高层单塔和大底盘裙房组合为研究对象，以正常的裙塔刚度分布、质量分布情况为参数，研究裙塔刚度、质量比与塔楼地震响应之间的一般规律和内在关联。

　　 塔裙一体模型以实际工程项目为背景，并进行适当简化。其中，塔楼基本情况:高度132.6m，标准层层高3.9m，地上34层，标准柱网9m，钢筋混凝土框架-核心筒结构。结构平面基本布置如图1所示。

　　 裙房基本情况:平面尺寸162m×252m，标准柱网9m，地上5层，钢筋混凝土结构，层高均为3.9m;裙房分别选用了排架、框架、框架-剪力墙结构(简称框剪结构)三种形式。结构平面基本布置如图2,3所示。裙房与主楼的平面面积比均为19.86。

　　 分析时，地震设防烈度按8度(0.20g)、第二组进行设计，Ⅲ类场地，场地特征周期为0.55s，结构阻尼比为5%。分析参照对象为独立塔楼。

　　 根据《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2010)^[3](简称高规)对楼层侧向刚度的定义，对于框架结构，侧向刚度是指楼层地震剪力与层间位移的比值;对于框剪结构、板柱-剪力墙结构、剪力墙结构、框架-核心筒结构、筒中筒等非框架结构，侧向刚度是指楼层地震剪力与层间位移的比值并考虑层高修正。本文采用高规定义的侧向刚度进行评价。

　　 一共设计了4种分析模型，第一种为独立塔楼模型;其他三种模型的裙房分为钢筋混凝土排架、框架、框剪结构三种，塔楼保持不变，如图4所示。

　　 根据文献[1]的分析结论，对于大底盘多塔楼，采用振型分解反应谱法和弹性时程法得到的结果基本一致。因此，本文采用振型分解反应谱法进行分析比较。图5是三种塔裙一体模型和独立塔楼模型的楼层剪力分析结果。从图5可以看出，裙房为框剪结构时，塔楼在6层及以上的楼层X,Y向地震作用下楼层剪力比裙房为框架结构或排架结构时大很多。裙房为框架结构和排架结构对于塔楼的影响非常接近。　  

　　 图6是三种塔裙一体模型和独立塔楼模型的X,Y向结构抗侧刚度统计结果。从图6可以看出，裙房为框剪结构的底盘刚度大于框架结构，裙房为框架结构的底盘刚度大于排架结构。同时可以看出，由于裙房底盘对塔楼的影响不一样，虽然塔楼在裙房以上的结构布置完全一致，但各楼层的抗侧刚度并不相同，导致其刚度大于独立塔楼，规律是裙房采用框剪结构的影响大于框架结构，裙房采用框架结构的影响大于排架结构。

　　 对于主裙一体结构，裙房面积较大时，裙房楼层质量是塔楼楼层质量的数倍。为了进一步说明楼层质量比对塔楼地震响应的影响，分析了不同质量比对应的地震响应情况。为了模拟裙房质量造成的影响，同时为了排除裙房结构刚度的干扰，分析时采用单塔楼模型，并直接放大底部5个楼层质量进行模拟裙房质量的变化。其中，楼层质量比指的是5层质量与6层质量的比值。各模型的质量分布情况如图7所示。

　　 经分析得到不同质量比模型下的地震下楼层剪力分布，如图8所示。从图8可以看出，裙房质量对于塔楼的地震响应是显而易见的。裙房与塔楼楼层质量比越大，对于塔楼上部楼层的地震响应影响越大。因此，不论裙房楼层刚度与塔楼刚度比值如何，只要裙房的楼层质量达到一定的比例，对裙房以上塔楼各层剪力的影响将变得十分明显。

　　 根据不同楼层质量比模型分析结果，同时统计得到了不同质量比模型下的各楼层抗侧刚度。结果如图9所示。从图9可以看出，在主体结构竖向、水平构件的布置、截面均没有发生变化的情况下，结构的楼层抗侧刚度却发生了明显的变化，这其中唯一发生变化的参数是下部楼层的质量。从这个意义上讲，结构侧向刚度除了与结构竖向、水平构件的布置和截面直接相关，结构侧向刚度与楼层质量的空间分布是相关联的。从底层刚度看，当质量比达到18.3，其底层的X向抗侧刚度较独立塔楼增加了51%，其底层的Y向抗侧刚度较正常独立塔楼增加了39%。

　　 对于塔裙一体高层结构，当裙房的平面面积远大于塔楼的平面面积时，往往会导致裙房楼层质量与塔楼楼层质量发生突变，在一定程度上，相当于提高了裙房的刚度，从而影响地震作用下塔楼位于裙房以上楼层的剪力。从趋势上看，与直接增加裙房结构刚度产生的效果相似。

　　 本文以塔裙一体结构的刚度和质量为主要参数，分析了裙房刚度、裙房质量对于地震作用下塔楼楼层剪力的影响，鉴于分析模型样本数量有限，给出如下初步论点:

　　 (1)裙房的刚度不同，地震作用下塔楼位于裙房以上各楼层剪力分布较独立塔楼会发生明显变化，塔楼位于裙房以上的楼层剪力出现大幅度放大的情况。

　　 (2)裙房的质量不同，地震作用下塔楼位于裙房以上各楼层剪力分布较独立塔楼会发生明显变化，裙房的楼层质量较塔楼楼层质量的比值越大，即底盘越大，对塔楼的影响越大。

　　 (3)裙塔楼层质量比与结构抗侧刚度具有关联性，并与楼层质量分布具有相关性。

　　 (4)塔裙相关地震力影响因素分析结果表明，采用塔裙一体结构方案时，塔楼的抗震设计应非常谨慎，必须进行塔楼单独计算和塔裙一体包络分析和设计。