合肥市瑤海區全民健身中心結構設計

2015-12-02 01:44:52合肥工業大學建筑設計研究院安徽合肥230009

江西建材 2015年19期

■秦雷 ■合肥工業大學建筑設計研究院，安徽合肥 230009

1 工程概況

為了響應國務院關于印發全民健身計劃的通知，增強城鄉居民體育健身意識，參加體育鍛煉的人數顯著增加，身體素質明顯提高，形成覆蓋城鄉比較健全的全民健身公共服務體系，合肥市瑤海區重點局計劃建造一個全民健身中心。該項目主要建設有游泳池、籃球館、手球館、擊劍館、乒乓球館、武術跆拳道館、體操蹦床館及宿舍、食堂，包括多種用途的設備用房和輔助用房等。主樓分左右兩個單元，左單元建有游泳池、籃球館、手球館、擊劍館、乒乓球館，右單元建有武術跆拳道館、體操蹦床館、宿舍及食堂。因兩個單元結構體系類似，本文僅以右單元為例介紹。右單元一層武術跆拳道館，層高8.0m;二層體操蹦床館，層高17.0m，場館區屋頂為輕型鋼結構網架。一層北側設夾層作為食堂和宿舍區，層高分別為4.2m 和3.8m，二層北側設三層夾層作為宿舍區，層高均為3.3m。右單元一層和二層平面圖如圖1 和圖2。

圖1 一層平面圖

圖2 二層平面圖

2 結構方案

近年來，國內外地區地震等自然災害頻繁發生，一些大空間的公共建筑往往被用來臨時安置受災民眾。因此，此類建筑應比其他建筑具有更好的抗震性能，防止二次災害的發生［1，2］。基于這種思想，全名健身中心在確定結構方案時選取了框架和框架—剪力墻兩種結構體系試算以供比較［3］。

試算結果表明，框架結構能很好的滿足建筑使用功能的要求，對建筑影響較小，但由于場館區層高較高，跨度大，剛度分布很不均勻，使用荷載分布也不均勻，偶然偏心情況下結構扭轉位移比超過1.4，偏大，屬于特別不規則的結構［4］，且同時具有薄弱層和軟弱層，抗震性能不好，應當避免采用。

框架—剪力墻結構具有兩道防線，抗震性能好，可有效控制結構在偶然偏心情況下扭轉位移比，避免薄弱層和軟弱層同時出現。但本工程總高度不高，采用框架—剪力墻結構使結構剛度過大，地震剪力偏大，對結構不利，計算梁柱斷面和配筋也較大，帶來不必要的結構造價的增加。綜合比較，決定在框架結構的基礎上，適當布置少量的剪力墻，形成少墻—框架結構體系［5-7］，可以結合框架和框架—剪力墻結構的優點。

一層和二層運動場館跨度達29.950m，采用預應力梁板結構體系。由于支承預應力梁的框架柱截面較大，宿舍區夾層層高較小，框架柱的剪跨比較小，梁柱節點核心區抗剪承載力不足。采取在框架柱的兩側加翼墻的辦法可以有效的解決［8］，翼墻的高度僅至預應力梁頂標高，也較為經濟。

3 結構設計

3.1 設計參數

工程±0.000 相當于黃海高程22.900m。主體結構的設計使用年限為50 年，建筑結構安全等級為二級，建筑物抗震設防類別為標準設防類，抗震設防烈度7 度。設計基本地震加速度值按該項目的場地安全性評價報告取0.12g，設計地震分組第一組。建筑物場地類別Ⅱ類，特征周期值0.35s，屬抗震有利地段。地基基礎設計等級為乙級。基礎采用柱下獨立基礎，基礎持力層為粘土層。基本風壓取50 年一遇風壓0.35kN/m2，地面粗糙度為B 類，體型系數1.3。

3.2 結構體系

采用鋼筋混凝土少墻—框架結構體系。樓板為現澆鋼筋混凝土梁、板結構體系。大跨度運動場館采用預應力梁板結構。框架的抗震等級為二級，剪力墻抗震等級為三級。

3.3 柱網及梁柱截面尺寸

工程X 向柱網尺寸為6 × 7.500m，6.200m;Y 向柱網尺寸為11.950m，3 ×9.000m。典型柱截面從基礎至屋頂由800 ×800 變化至700 ×700。剪力墻厚度300mm。支承預應力大梁的柱截面為900 ×1400。典型框架梁截面為300 ×700，大跨度預應力梁截面為700 ×1800。典型樓板厚度為120mm，運動場館區域樓板厚度為150mm。墻柱混凝土強度等級從基礎至屋頂由C40 變化至C30，梁板混凝土強度等級C30，其中預應力梁、運動場館區域板、支承預應力梁的柱混凝土強度等級均為C40。