某公寓建筑結構設計

康穎

（太原市晉廣瑞巖土工程勘察檢測有限公司，山西太原 030000）

0 前言

近年來，公寓類建筑如雨后春筍般在全國各地迅速崛起，其空間布置靈活，可商可住深受市場喜愛，目前市場中公寓因使用功能需求，最大化利用空間高度，出現較多Loft公寓，Loft公寓與平層、躍層、復式等常見的房屋結構差別較大，其特點是層高較高，可分割成兩層空間，為最大限度方便業主使用和建筑安全，結構設計需要做更細致的結構方案布置和設計計算，保證建筑的使用安全、耐久性和適用性。本文就Loft公寓的特點，結合工程項目設計過程，簡述公寓建筑結構的設計要點。

1 工程概況

本項目為某科技園區的配套公寓建筑，共11棟高層公寓建筑，本文主要介紹D地塊D04#樓的相關結構設計，D04#樓地下兩層，地下一層功能為自行車庫，地下二層與地下車庫相接，功能為汽車庫；地上12層，首層為商業，層高6.4m，2層以上均為公寓，層高4.8m，建筑高度59.35m。建筑體型為C形樓，建筑長59.92m，寬35.82m，C形窄邊寬9.2m。

2 結構主要設計參數

結構設計基準期50年，建筑結構安全等級為二級，建筑抗震設防類別為丙類，抗震設防烈度Ⅷ度，設計基本地震加速度為0.20g，設計地震分組為第二組，場地類別Ⅱ類。嵌固端位于基礎頂，結構抗震等級為二級。建筑地基基礎設計等級為乙級，采用50年一遇的基本風壓w0=0.35kN/m2，地面粗糙度C類，50年一遇的基本雪壓0.2kN/m2。

3 地基基礎設計

根據勘察報告，本工程場地土主要為粉土、粉細砂、角礫碎石、粉細砂、粉土等，地下水埋深位于場地下約50m，無需考慮抗浮問題，場地標準凍深1.2m，無液化，無濕陷，基底地基持力層土層承載力150kPa。基于經濟性考慮，本工程地庫采用天然地基，筏板基礎加下柱墩；因場地土不滿足主樓結構地基基礎承載力和變形要求，主樓采用CFG樁復合地基進行地基處理，復合地基由巖土公司另行設計，基礎為平板式筏形基礎，筏板厚800mm，以沖切和大面積配筋為構造控制筏板厚度，沖切不滿足部位，局部筏板向下加厚，筏板通長筋按照0.15%配筋率布置，不滿足計算配筋部位，增加附加鋼筋，充分考慮經濟性和安全、合理性。

4 結構設計

4.1 結構選型及布置

本工程位于8度區，建筑布置房間開間為5.1m和3.9m兩種，房間進深7.4m，公共走廊臨外墻布置，走廊寬度1.8m，為最大限度合理利用建筑空間，增加室內凈高，避免戶內凸出梁柱影響居住體驗，同時兼顧經濟和結構安全合理，本工程采用剪力墻結構。

剪力墻厚根據穩定和承載力控制取值，首層商業層高較高，部分墻厚300mm，以上各層墻厚除山墻300mm外，均為200mm厚，梁高考慮設備管線和建筑凈高要求，梁高控制在600mm，且均布置在分戶墻下。本工程標準層4.8m層高，為充分利用建筑高度，建設方為業主預留Loft夾層條件。為方便業主使用功能多變改造及夾層布置方便，戶內隔墻下不設置結構梁，充分利用樓板承載力。依據精裝修樣板間條件，夾層方案采用鋼結構加25mm左右厚的水泥纖維板樓蓋（夾層衛生間采用壓型鋼板組合樓蓋），鋼立柱生根于樓板，鋼梁主梁支撐于剪力墻和半層標高結構梁。

4.2 荷載取值

公寓采暖方式為散熱器，地面做法厚度50mm。戶內固定隔墻荷載和衛生間地面做法增厚部分，按照面積等效折算至樓面恒載，保證不丟不落總荷載，折算后樓面恒載約2.3kN/m2。衛生間活載按照面積等效原則折算至大板樓面活載，折算后樓面活載約2.2kN/m2。

主體結構和樓板設計時還需考慮后期Loft夾層荷載，依據水泥纖維板廠家提供參數考慮夾層重量，Loft夾層恒載取值2.0kN/m2，活載取值2.0kN/m2（該恒活荷載已考慮夾層全部荷載）。整體計算時，夾層恒活荷載均疊加到樓層樓面標高混凝土結構樓板，墻柱構件和梁設計時，采用整體計算結果，樓板設計時，按照實際夾層布置，傳導至樓面的荷載取值設計。

4.3 結構計算

結構計算采用盈建科1.9.3版本計算，采用施工模擬一和施工模擬三分別整體計算，本工程在兩種施工模擬加載方式下計算結果幾乎無異，說明一般規則和功能簡單建筑結構，采用施工模擬一計算即可，施工模擬一計算可大大提高結構模型計算效率。因走廊一側墻肢較短，軸壓比控制下，基礎頂到二層墻柱混凝土強度等級取值C55，每兩層遞減一個標號混凝土強度等級，頂部兩層取C30；梁板、樓梯混凝土強度全部采用C30。本工程平面凹凸不規則，豎向剛度均勻、抗剪承載力比為0.86，無豎向不規則，周期比0.74，層間位移角1/1056，位移比1.26＞1.20，故計算配筋時考慮雙向地震作用，位移計算采用考慮偶然偏心規定水平力作用下結果，配筋計算僅考慮雙向地震作用，不考慮偶然偏心。

4.4 結構典型構造和計算措施

4.4.1 超長結構加強措施

本工程因場地限制和建設方功能要求，C形公寓樓不允許設置伸縮縫，導致結構超長較多，采取了以下結構和施工措施：①各層樓板端跨板配筋率增大至0.25%，雙層雙向配筋；②屋面板通長筋配筋率加大至0.25%；③在C形樓兩個轉角處分別設置一道伸縮后澆帶（基礎底到屋頂通高），后澆帶寬度800mm，設置在跨中1/3范圍，待主體完工45d后方可封閉。

4.4.2 剪力墻結構面外支撐框架梁端構造方案

走廊靠近外墻，走廊寬度限值無法向內側增加翼墻，只有沿外墻的一字剪力墻，為滿足框架梁端錨固要求及避免一整片一字墻，同時提高墻體穩定性，利用每個開間外立面空調機位（立面百葉遮擋），偏向外墻外側增加端柱，較好解決了鋼筋錨固和墻體穩定問題。

4.4.3 精裝配合及樓層標高混凝土樓板設計

為滿足業主多樣需求，配合本工程建設單位、精裝修單位做Loft樣板間，同時預留后期改造條件，本工程結構設計時考慮了夾層鋼結構的預留預埋。梁柱埋件均采用20mm厚鋼板，預留在主體結構梁和墻上，建筑抹灰完成后，隱蔽在抹灰層內，兼顧不做夾層的業主使用體驗。在室內樓梯周邊及衛生間降板周邊立鋼柱，鋼柱截面采用150mm方鋼管，鋼梁截面由承載力和樓面舒適度驗算控制，主梁截面采用100×100鋼管，衛生間周邊根據降板標高采用100×200鋼管，鋼梁之間間距不大于600mm以便搭設水泥纖維板，在風道洞口周邊增加75mm角鋼封邊，鋼材為Q235B，梁柱、梁梁連接均為焊接連接。

部分鋼柱直接落在樓層混凝土樓板，采用理正結構工具箱異形板計算模塊，將樓板上隔墻和鋼柱以實際截面和位置輸入樓面上荷載，計算出樓板最大彎矩，按照樓面等效均布活荷載原理，等效計算出樓面均布活荷載，以此等效后的活荷載設計計算樓層混凝土樓板。為加強樓板的安全性及正常使用，鋼柱下樓板內增加鋼筋網片，樓板長跨方向板頂受力鋼筋通長布置。

5 總結

本文復盤了典型Loft公寓建筑結構的設計，通過合理的結構布置和正確的導荷、局部加強措施，借助結構工具箱對構件復核計算，以實現建筑的安全、經濟和實用，為類似建筑結構設計提供參考。