大邱莊萬全街綜合大樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

張領(lǐng)軍 王 鑫

(天津市靜海縣建委設(shè)計(jì)所，天津 301600)

1 工程概況

大邱莊萬全街綜合大樓，位于天津市靜海縣大邱莊鎮(zhèn)黃山路北側(cè)，萬全村委會(huì)院南側(cè)，樓長47．90 m寬34．35 m，建筑物總高24．75 m，頂部局部設(shè)有水箱間，建筑面積為6 451．76 m2。鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。樓北側(cè)是新建的6層住宅樓，由于使用功能及北側(cè)住宅樓采光的需要，綜合大樓北側(cè)?軸～軸為兩層，南側(cè)?軸～?軸為6層，在?軸與?軸間設(shè)有100 mm寬沉降縫。底部1，2層為綜合商場(chǎng)，3，4層為商業(yè)寫字樓，頂部5，6層為村委會(huì)辦公樓。

平面圖見圖1。

圖1 建筑平面圖

2 結(jié)構(gòu)整體設(shè)計(jì)

本工程按照2011年5月份國家及天津市相關(guān)有效規(guī)范與規(guī)程設(shè)計(jì)，抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0．15g，設(shè)計(jì)地震分組為第二組，建筑場(chǎng)地Ⅲ類，基本風(fēng)壓0．5 kN/m2，基本雪壓 0．4 kN/m2。

上部計(jì)算模型的建立及計(jì)算采用PKPM結(jié)構(gòu)軟件2010年版。沉降縫兩側(cè)可以分開建模計(jì)算或者整體建模分塔計(jì)算。基礎(chǔ)計(jì)算采用PKPM結(jié)構(gòu)軟件JCCAD(2010版)。

基礎(chǔ)埋深相對(duì)建筑±0．000為1．9m，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算采用上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)豎向荷載及橫向荷載組合值，地基持力層為④1層粘土，承載力特征值為120 kPa。6層框架部分采用柱下基礎(chǔ)梁筏板基礎(chǔ)，2層框架部分為減少地基沉降的不均勻性，采用了柱下十字交叉基礎(chǔ)梁條形基礎(chǔ)。考慮到地基持力層以下6 m有⑥1層粉質(zhì)粘土，該土層承載力特征值為105 kPa，經(jīng)計(jì)算該軟弱下臥層滿足承載力要求。

總體沉降驗(yàn)算滿足規(guī)范要求。

上部結(jié)構(gòu)采用矩形鋼筋混凝土柱，因?yàn)?度0．15g地區(qū)6層框架的橫向作用比較明顯，位移控制也比較明顯，所以6層框架部分基礎(chǔ)以及1層～3層均采用C40混凝土，其他部分采用C30混凝土。

?軸與?軸間距2 000 mm，建筑立面要求?軸有立柱，又因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)位移起控制作用，故?軸采用承重的框架柱來滿足建筑立面的要求。結(jié)構(gòu)方案比對(duì)時(shí)發(fā)現(xiàn):如果?軸不設(shè)置承重框架柱，計(jì)算得到最大彈性層間位移角為1/420，不滿足規(guī)范要求;?軸設(shè)置承重框架柱后，計(jì)算得到的最大彈性層間位移角為1/558，滿足規(guī)范要求。由于軸距比較小致使框架梁的剪力很大，這種情況涉及到一排框架柱，所以不能采用梁柱鉸接的方式解決?軸剪力的問題，實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)該部位框架梁截面比較大，截面高度受限時(shí)采用加寬梁截面的方法解決超筋問題。

高低跨相鄰部分的設(shè)計(jì)，可以采用設(shè)置后澆帶整體設(shè)計(jì)，或者采用設(shè)置沉降縫主體斷開的設(shè)計(jì)方法。各有利弊:設(shè)置后澆帶方法施工工期比較長，工藝復(fù)雜;設(shè)置沉降縫施工工期短，工藝簡(jiǎn)單，但基礎(chǔ)調(diào)平更重要一些，基礎(chǔ)構(gòu)造復(fù)雜。通過與建設(shè)單位溝通后，采取了節(jié)省工期的設(shè)置沉降縫的方法。因?yàn)?，2層樓的綜合商場(chǎng)一塊使用，所以要求將來兩側(cè)主體沉降量應(yīng)相當(dāng)，從基礎(chǔ)設(shè)計(jì)上應(yīng)考慮基礎(chǔ)面積的調(diào)平方法，但是經(jīng)過實(shí)際計(jì)算發(fā)現(xiàn)由于兩側(cè)的荷載差異太大，僅從基礎(chǔ)面積上調(diào)平計(jì)算，沉降差難以避免。工程剖面圖見圖2。

圖2 剖面圖

經(jīng)過實(shí)際計(jì)算6層框架部分平均沉降量為128 mm，兩層框架部分平均沉降量為38 mm。地基持力層為④1層中～高壓縮性粘土，施工期間完成的沉降量按25%計(jì)算，施工完成后沉降差為67．5 mm，考慮由于地基土的特性引起的抗力效應(yīng)，最終決定6層框架部分比2層框架部分多考慮50 mm的沉降量。

由于工期比較緊，實(shí)際施工中，施工單位同時(shí)開槽做基礎(chǔ)，伸縮縫兩側(cè)主體一起施工。經(jīng)過6個(gè)月的施工，待主體完成后，驗(yàn)收過程中詢問和觀看了伸縮縫兩側(cè)的高差，發(fā)現(xiàn)兩側(cè)的高差僅為8 mm(6層框架部分較高)，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。

6層框架北側(cè)局部?jī)蓪硬糠峙c2層框架屋面間的銜接，建筑要求向2層框架部分排水，所以6層框架北側(cè)局部?jī)蓪硬糠治菝鏄?biāo)高要高出2層框架屋面女兒墻，這樣就比正常樓面標(biāo)高要高出700 mm。設(shè)計(jì)中實(shí)際做法為挑梁標(biāo)高與內(nèi)部框架梁標(biāo)高保持一致，屋面板高度差通過構(gòu)造做法解決，方法如圖3所示。

3 設(shè)計(jì)要點(diǎn)與創(chuàng)新

3．1 基礎(chǔ)形式的選擇

圖3 構(gòu)造做法

3．2 地基基礎(chǔ)調(diào)平方法

選好基礎(chǔ)形式后，計(jì)算承載力以及變形(沉降量)。由于荷載的差異很大，用單純的天然地基調(diào)平法(基礎(chǔ)底面積調(diào)整)，經(jīng)過實(shí)際計(jì)算是不可能實(shí)現(xiàn)的，最后選擇采用根據(jù)沉降差預(yù)留沉降量的方法進(jìn)行地基基礎(chǔ)調(diào)平。到主體工程完工時(shí)基本達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

3．3 裝飾柱與框架柱的合并

建筑立面要求?軸裝飾柱凸出，根據(jù)荷載及計(jì)算復(fù)核，結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)時(shí)將該軸裝飾柱改為承重的框架柱(1，2層)，這樣處理既滿足了建筑立面要求，又對(duì)結(jié)構(gòu)計(jì)算控制位移起到了很好的作用。但是也有不利的一方面，因?軸?軸間距只有2 000 mm，出現(xiàn)“短跨高剪框架梁”的問題，計(jì)算不好通過，又因?yàn)樯婕暗揭慌趴蚣苤昧褐q接的方式不安全，故在實(shí)際計(jì)算中采用了加大梁截面的方法，使之不出現(xiàn)超筋現(xiàn)象。

4 結(jié)語

本工程施工圖完成后，經(jīng)施工圖審查單位的審圖，未發(fā)現(xiàn)違反強(qiáng)制性條文和重要的規(guī)范條文。本文比較詳盡的說明了荷載及高度差異比較大的，帶伸縮縫的裙房與主樓的一種設(shè)計(jì)方法。希望能給初學(xué)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的人員一個(gè)明確的參考思路。本工程現(xiàn)已交付使用，到目前為止建設(shè)單位及使用者都比較滿意，而且產(chǎn)生了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

沉降觀測(cè)未發(fā)現(xiàn)異常情況。

［1］趙明華．土力學(xué)與基礎(chǔ)工程［M］．武漢:武漢工業(yè)大學(xué)出版社，2010．

［2］GB 50007-2011，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］．

［3］鐘國明．結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)離不開概念設(shè)計(jì)［J］．山西建筑，2012，38(20):45-46．