應用裝配式建筑的某辦公樓結構設計

李雪波 邵劍文 陳曉東

(1.杭州運河集團投資發展有限公司，浙江 杭州 310021； 2.浙江大學建筑設計研究院有限公司，浙江 杭州 310028)

應用裝配式建筑的某辦公樓結構設計

李雪波1邵劍文2陳曉東2

(1.杭州運河集團投資發展有限公司，浙江 杭州 310021； 2.浙江大學建筑設計研究院有限公司，浙江 杭州 310028)

某工程在設計中采用裝配式混凝土框架—剪力墻結構體系和裝配式鋼框架結構體系，采用預制疊合樓板以及預制樓梯方式實現建筑工業化，達到浙江省《建筑工業化評價導則》的各項要求，可作為其他類似項目的設計參考。

裝配式混凝土結構,裝配式鋼結構,預制率

1 工程概況

本工程位于杭州市江干區四季青街道，總用地面積23 458 m2，總建筑面積57 110.15 m2。該項目主要建筑物包括有1棟14層的A樓,1棟10層的B樓，見圖1。A樓長84.0 m，寬34.65 m，首層層高4.20 m，標準層層高3.90 m，房屋總高度55.200 m；B樓長84.0 m，寬33.00 m，首層層高4.20 m，標準層層高3.90 m，房屋總高度39.600 m。A樓,B樓下均設置1層地下室，并連成整體，主要功能為汽車庫、設備用房、餐廳，局部設置2個人防防護單元。

根據浙江省人民政府辦公廳關于推進綠色建筑和建筑工業化發展的實施意見(浙政辦發〔2016〕111號)規定的要求：2017年1月1日起，杭州市、寧波市和紹興市中心城區出讓或劃撥土地上的新建項目，全部實施裝配式建造。本工程采用裝配式混凝土結構和裝配式鋼結構，并滿足GB/T 51129—2015工業化建筑評價標準和浙江省標《建筑工業化評價導則》(建設發(2016)32號)的各項指標要求。

2 結構設計

2.1設計參數

1)風荷載：50年一遇的基本風壓為0.45 kN/m2；地面粗糙度為B類；風荷載體型系數為1.40。塔樓高度小于60 m，承載力設計時按50年一遇基本風壓0.45 kN/m2取值。

2)雪荷載：50年一遇的基本雪壓為0.45 kN/m2；屋面積雪分布系數為1.0。

3)地震作用參數見表1。

表1 地震作用參數表

4)建筑結構設計使用年限為50年；建筑結構安全等級為二級；地基基礎(樁基)設計等級為甲級；建筑抗震設防類別為標準設防類(丙類)。

5)結構類型和抗震等級見表2。

表2 抗震等級列表

2.2結構選型和結構布置

本工程地下室為整體地下室，為保證建筑功能以及人防區防護要求不設置變形縫；地上A樓,B樓,C樓三個建筑各自獨立，為避免上部結構超限，B樓中部(?軸)設置抗震縫(兼作伸縮縫)，將B樓分為2個體型較為規則的單體，A樓采用框架—剪力墻結構體系，不設縫。各部分結構體系以及結構布置分述如下：

1)A樓。

A樓底層層高4.20 m，其余層高3.90 m，房屋總高度55.200 m，自西向東，6層開始，每2層收進一次，其中11層收進超過25%。2層門廳局部樓板大開洞，形成局部通高，但樓板開洞面積不大于樓板面積30%，有效樓板寬度大于50%，滿足規范要求。

根據建筑平面布置和功能要求，結合結構的受力要求，A樓采用現澆鋼筋混凝土框架—剪力墻體系，地上樓層采用預制鋼筋混凝土疊合板，屋面采用現澆鋼筋混凝土屋面板。結合建筑平面布置，在平面中部的樓梯間、電梯井、設備井道等處墻體布置鋼筋混凝土剪力墻，提供結構的抗側剛度，以滿足結構抗震、抗風及變形要求。

2)B樓。

B樓底層層高4.20 m，其余層高3.90 m，房屋總高度39.600 m，自西向東，7層開始，每層收進一次。通過在B樓中部(?軸)設置抗震縫(兼作伸縮縫)，將B樓分為2個體型較為規則的單體。設縫后，2個單體上部樓層收進均發生在頂部樓層，其他樓層收進均未超過下一樓層的25%，滿足體型收進規則性要求。

另外，B樓2層樓板開洞面積大于樓層面積30%，形成2層通高，存在局部樓層平面不規則。B樓房屋總高度39.600 m，小于50.0 m，該樓2個結構單體均采用框架結構，地上樓層采用預制鋼筋混凝土疊合板，屋面采用現澆鋼筋混凝土屋面板。

2.3結構不規則項

1)A樓存在如下不規則項：

a.規定水平力作用下兩個方向的最大彈性層間位移與平均值之比大于1.2(考慮偶然偏心)，但小于1.4，屬于平面扭轉不規則，但不屬于特別不規則。

b.11層收進超過25%，屬于尺寸突變豎向不規則。

另外，2層門廳局部樓板大開洞，控制樓板開洞面積不大于樓板面積30%，有效樓板寬度大于50%，滿足規范要求。

可見，A樓存在平面、立面各一項不規則，屬非超限高層結構。

2)B樓存在如下不規則項：

a.規定水平力作用下兩個方向的最大彈性層間位移與平均值之比大于1.2(考慮偶然偏心)，但小于1.4，屬于平面扭轉不規則，但不屬于特別不規則。

b.B樓2層樓板開洞面積大于樓層面積30%，形成局部2層通高，屬于平面不規則。根據建筑平面、立面圖，B樓8層、10層收進大于25%。設計通過在B樓中部(?軸)設置抗震縫，將B樓分為2個體型較規則的單體，設縫后，8層、10層分屬于2個單體的頂部樓層，其他樓層收進則未超過下一樓層的25%，可滿足體型收進規則性要求。

可見，B樓存在平面、立面各一項不規則，屬非超限高層結構。

2.4裝配式結構設計

根據浙江省人民政府辦公廳文件浙政辦發[2016]111號《浙江省人民政府辦公廳關于推進綠色建筑和建筑工業化發展的實施意見》，本工程采取以下措施，以滿足工業化建筑要求：

1)A樓,B樓為鋼筋混凝土結構，預制構件采用疊合樓板，即上部樓層大開間樓板采用疊合板，樓板底部60 mm預制，上部70 mm現澆。本工程屋面板、與剪力墻連接的樓板、大跨(超過5 m)的樓板仍采用現澆板，保證屋面防水性，保證剪力墻處樓板水平力的傳遞。

2)A樓,B樓樓梯梯段采用預制構件以提高預制率。同時，梯段與平臺梁之間設置滑動支座，樓梯構件與主體結構之間不傳遞水平力，有利于提高主體結構抗震性能，保障樓梯在地震作用下的安全性。

3)預制率計算(見表3)。

表3 A樓疊合板混凝土用量統計

根據浙江省《工業化建筑評價導則》預制率計算公式4.1.2：

其中，K預為預制率；V預為預制構件混凝土體積；V疊為疊合構件現澆混凝土體積；V總為0.000以上(不含0.000)混凝土總體積。

本工程A樓,B樓0.000以上部分混凝土總體積分別為6 337 m3，4 048 m3，按上式計算，A樓，B樓預制率均為20.1%，滿足20%的最小預制率要求。

3 結語

1)A樓采用裝配式混凝土框架—剪力墻結構，不設縫，通過調整剪力墻數量和位置控制位移比小于1.2，控制樓板開洞面積和寬度避免平面不規則，避免整體結構超限，確保結構設計的經濟性；

2)B樓采用裝配式混凝土框架結構，結合上部建筑布置設置一條抗震縫，避免整體結構超限;

3)A采用少墻框架—剪力墻結構，B樓采用框架結構以降低總混凝土用量，并在合理位置采用疊合樓板并全部使用預制樓梯，達到裝配式結構預制率的要求。

Structuraldesignofanofficebuildingappliedwithassembledstructuretechnology

LiXuebo1ShaoJianwen2ChenXiaodong2

(1.InvestandDevelopmentCo.,Ltd,HangzhouYunheGroup,Hangzhou310021,China; 2.ArchitecturalDesignandResearchInstituteofZhejiangUniversity,Hangzhou310028,China)

In the project represented in this paper, assembled concrete frame-shear wall structure and assembled steel structure are appled, by using prefabricated laminated floors and prefabricated stairs, the requirements inEvaluationGuideofConstructionIndustrializationare all achieved, and the application can be the reference of other projects.

assembled reinforced concrete structure, assembled steel structure, prefabrication ratio

1009-6825(2017)28-0051-02

2017-07-23

李雪波(1976- )，男，高級工程師

TU318

A