悅景莊·西雙版納項目結構設計

文/華東建筑設計研究院有限公司華東都市建筑設計研究總院 楊瑞智

1 項目概況

悅景莊項目位于云南省西雙版納州景洪市，為坡地高檔傣式別墅區，包括779棟單體別墅、1座無邊際泳池及1座酒店大堂等配套商業建筑。各單體均依山而建，整體規劃打造一步一景、斜坡瓦頂的純正傣式風格（見圖1）。

本項目分為A～F6個地塊，單體別墅主要分為A、B、C3種套型，均為2層建筑，建筑檐口高度為6.3m，配套無邊際泳池位于復雜地勢的制高點，建筑平面呈“Y”形布置，同一剖面結構為2～5層，泳池單體兩端軸線高差最大約17m。

2 設計條件

悅景莊項目各單體的抗震設防類別為丙類，設計使用年限為50年，建筑結構安全等級為2級，地基基礎設計等級為甲級。抗震設防烈度為8度，設計基本地震加速度為0.2g，設計地震分組為第Ⅲ組，場地類別為Ⅲ類，場地土特征周期Tg=0.65s[1]。單體別墅為框架結構，梁、柱抗震等級為三級，無邊際泳池為框架少墻結構，墻、柱抗震等級2級。地面粗糙度為B類，50年一遇基本風壓取0.40kN/m2，終年無積雪。

圖1 悅景莊項目鳥瞰效果

3 別墅設計

3.1 屋面設計

所有單體別墅均為傣式風格，為滿足通風要求，采用四坡屋面造型，側面留有百葉窗，為達到通透效果，不允許在內部看到檐口處的拉梁（見圖2，3）。

圖2 傣式屋面

圖3 屋面效果

結構設計時，坡屋面建模方式為重中之重，一般采用等效平屋面建模，但本項目屋面坡度均在30°～45°，坡度較大，因屋面荷載引起的梁軸力及板面內應力不可忽略，故需采用實際標高建模方式[2]。本項目采用結構設計軟件YJK進行建模，坡屋面層作為單獨1層，層高取檐口至屋脊距離的2/3，然后通過調節梁頂標高達到預想效果，實際模型如圖4所示。

圖4 采用YJK軟件進行坡屋面建模

為比較坡屋面建模方式的差別，選取A房型建模計算并對其內力及配筋進行比較（見圖5，6）。

圖5 坡屋面建模

圖6 平屋面建模

經對比分析可知，坡屋面模型計算梁軸力為平屋面模型計算梁軸力的2～10倍，比板的最大應力高3～4倍，由此看出，平屋面建模計算不安全。另外，坡屋面板在交接處的應力集中，需加強構造（見圖7，8）。項目均采用坡屋面建模方式進行計算分析，為保證結構安全性，在板中采用雙層雙向通長配筋方式，適當縮小配筋間距，以減小樓板內力及溫度變形等影響（見圖9，10）。

圖7 坡屋面恒荷載作用下的梁軸力

圖8 平屋面恒荷載作用下的梁軸力

圖9 坡屋面恒荷載作用下板應力云圖

圖10 平屋面恒荷載作用下板應力云圖

3.2 基礎設計

項目地形復雜，各單體依山而建，環繞山頭呈帶狀分布，為達到建筑要求的層巒疊嶂效果，每排單體的基礎標高不一，增加了基礎設計難度[3]。考慮到環向各單體高差相差不大，而徑向各單體高差相差較大，在各排單體之間設置擋土墻，形成分塊平整的場地，并在此基礎上進行設計（見圖11）。

根據擋土高度進行擋墻選型，參考實際情況，前后單體的擋土高度在3～10m，經歸類后，主要采用折背式、俯斜式、衡重式3種擋墻類型。

根據建筑設計標高和場地標高，依據山區建筑的填挖平衡原則，最小程度挖切山體，以達到最少的維護成本，經過多次結構方案的經濟性比選，將場地分為填方區、挖方區、半填半挖區3種類型。并通過對樁基礎、獨立基礎、筏板基礎等基礎選型進行優缺點分析，最終選擇采用獨立基礎形式（見表1）。

圖11 D地塊擋墻布置

表1 各種類型基礎的優缺點對比

4 結語

坡屋面設計需按實際建模，考慮屋面梁的軸向力及板的面內應力，屋面板配筋宜采用雙層雙向，鋼筋間距適當減小。山地建筑應根據實際情況進行基礎設計，采用帶狀擋土墻分隔地塊，進而進行基礎設計。山地建筑宜采用獨立基礎形式，具有布置靈活、經濟合理的特點。