某商業綜合體結構設計探討

洪陳玉

摘 要：本文通過一個商業綜合體項目進行結構設計探討。從基礎選型，再到上部結構梁板布置，都分別給出幾種常見的方案，從經濟性角度出發分析比較，選取更為合理的設計方案。同時根據規范要求和專家評審意見，確定結構體系以及判定結構的規則性。對結構設計中存在的一些關鍵點進行補充分析，并給出相應的設計加強措施。

關鍵詞：基礎選型;梁板布置;結構設計

1 工程概況

本商業綜合體位于南平市建陽區，商業綜合體南北兩端高差為5.6m，設計為雙首層。該綜合體所在地塊為坡地，地塊南北有高差，1A層平面南部在地上，北部在地下。主體1A層、1B層、2層為商業，3層為餐飲，4～5層為電影院，地上共六層。本工程總建筑面積約11.90萬;1A層南北向長324.8m，東西向長109.2m;1B～3層南北向長233.3m，東西向長105.8m;4～5層為局部突出屋面影廳。結構安全等級為二級，設計使用年限為50年。本工程所在地區抗震設防烈度為6度（0.05g），場地類別為II類，地震分組為第一組，抗震設防類別為乙類。圖一為結構整體計算模型簡圖，圖二為二層結構平面布置圖（典型結構平面）。

2 地基與基礎選型

2.1 地質資料

根據地質勘察報告，本場地土層分布自上而下分別為：①1素填土層、①2雜填土層、②1細砂層、②2粉質粘土層、③卵石層、④石英片巖殘積粘性土層、⑤全風化石英片巖層、⑥1砂土狀強風化石英片巖層、⑥2碎塊狀強風化石英片巖層、⑦中風化石英片巖層。

勘察期間為枯水期，部分鉆孔初見水位埋深2.10～12.50m，穩定水位埋深為2.40～12.90m（黃海高程134.30～137.55m），本地塊最高地下水位按黃海高程141.50m考慮，本項目±0.000絕對標高為142.70m，故本項目可不考慮抗浮設計。

2.2 基礎初步選型

該大商業標準跨柱網為，柱底軸力標準組合值約為4000KN～10000KN，其中以7000KN左右的柱底軸力個數居多，故本文以7000KN的柱底軸力進行基礎型式選取比較。結合場地地質條件，初步考慮采用鉆孔灌注樁與預應力混凝土管樁兩種方案。鉆孔灌注樁持力層為⑥1砂土狀強風化石英片巖層，樁間距為3.0d;預應力混凝土管樁持力層為③卵石層，樁間距為3.5d。每種方案各取兩種不同直徑的樁型進行比較。各樁基方案樁徑、樁長以及承載力特征值詳表一、各樁基方案經濟性比較詳表二。

由上表數據比較可知，鉆孔灌注樁綜合造價比預應力管樁要高，預應力管樁綜合造價比預應力管樁綜合造價要高;又由于鉆孔灌注樁施工工期比預應力管樁要長。綜合考慮施工質量、經濟性及工期，建議采用預應力管樁，有效樁長8m。由于以上樁基承載力是根據地勘報告進行計算的，實際施工應通過做靜載試樁確定最終的樁基承載力。

2.3 試樁結果與基礎最終選型

根據上述比選結果結合當地其他項目經驗以及專家意見，本項目工程樁樁型采用PHC-500-AB-125，樁尖建議選用開口型鋼樁尖。由試樁結果，最終取單樁豎向承載力特征值不大于1500KN。工程樁施工可采用靜壓樁沉樁。樁端持力層為③卵石層，有效樁長不得小于6m，樁端進入持力層深度不小于1.0m。如果靜壓無法保證最小有效樁長6m時，應采用鉆孔引樁等措施。對于穿越卵石層的樁基，樁底1.0米范圍內用C30細石混凝土灌芯。

3 上部結構型式

3.1 結構體系

本項目為大商業，采用鋼筋混凝土框架結構，抗震設防類別為乙類，框架抗震等級為二級。主要梁高為，主要柱截面由收到，板厚。柱混凝土強度等級由C45逐步變為C30，梁板混凝土強度等級為C30。

3.2 不規則性判斷

根據計算結果、相關規范要求以及專家評審意見，本項目存在位移比與層間位移比大于1.2的情況，判定為扭轉不規則;中庭樓板開大洞，判定為樓板局部不連續;突出屋面影廳，視為出屋面結構，不屬于體型收進。經判定，該項目結構單體為一般不規則建筑結構，不屬于超限結構。

3.3 梁板選型

本項目標準跨柱網為，梁板布置可以采用十字梁布置（圖三a）、井字梁布置（圖三b）、單向梁布置（圖三c）三種常見的布置方式，如圖三所示。

三種梁板布置方式面層恒載均取，活荷載分別取2.5、4.0、5.5、7.0、8.5、10.0。十字梁布置時，板厚取110mm;井字梁布置時，板厚取100mm;單向梁布置時，活荷載為2.5、4.0、5.5時板厚取100mm，活荷載為7.0、8.5、10.0時板厚取110mm。主梁截面根據荷載大小可取，對應次梁截面可取。在上述不同活荷載作用下混凝土用量和鋼筋用量指標表詳表三。

由上表可知，在以上活荷載作用下，單向梁布置無論是混凝土用量，還是鋼筋用量，均比十字梁布置與井字梁布置少。單向梁布置時，結構造價最低，建議可優先采用此種布置進行結構設計。

4 設計加強措施及關鍵點處理

4.1 超長結構加強措施

針對超長結構采取如下措施：①沿兩個方向每各30～40m設置一道施工后澆帶，解決施工期間混凝土收縮帶來的影響;②各層板配筋底筋雙層雙向拉通，面筋一半通長拉通且拉通筋配筋率不小于0.15%;③加大屋頂保溫層厚度。

4.2 弱連廊處加強措施與舒適度驗算

本項目局部開大洞，存在弱連接連廊，對這些部位板厚加厚至130mm，板配筋雙層雙向10@150，并在各連廊四個角部（洞口附近）分別增加3道12斜向鋼筋。同時對弱連接連廊進行舒適度驗算。本項目采用YJK軟件中“樓板及設備振動” 模塊進行步行街連廊舒適度分析，步行荷載選用程序中自帶的“連續行走荷載”。本文僅以一典型連廊的計算結果進行說明。樓板前3階模態固有頻率分別為6.03HZ、9.33HZ、9.48HZ，各振型振動頻率均大于4HZ，滿足JGJ3-2010《高層建筑混凝土結構技術規程》^[1]3.7.7節的要求;連廊在該步行荷載作用下樓蓋豎向振動加速度峰值為，能夠滿足規范要求。

4.3 突出屋面影廳

根據JGJ3-2010《高層建筑混凝土結構技術規程》中關于體型收進的高層建筑結構加強措施，酌情對本項目中突出屋面的影廳進行構造加強。如在相關范圍的框架梁柱適當提高配筋率;相關范圍的樓板板厚取150mm，樓板配筋雙層雙向且配筋率不小于0.25%。

4.4 多梁相交處梁柱節點處理

中庭與步行街轉角位置存在多梁相交于同一個柱子的情況，此時梁柱節點處鋼筋密集且部分鋼筋錨固長度難以滿足規范要求，同時施工難度較大、施工質量難以保證。本項目通過設置柱帽來解決此類梁柱節點的問題。框架梁主筋通過支座，其余方向梁主筋伸至支座邊即可。

5 結語

商業綜合體由于其單體建筑面積大、建筑材料用量多，因此在方案以及初設階段便應開始對基礎型式和上部結構布置型式進行充分的方案計算比較。通過計算比較并結合當地工程經驗，選取合理的方案可以達到很好的經濟效果。本文通過一工程實例，探討了方案比選在結構工程設計中的運用，并對結構設計中存在的一些關鍵點進行補充分析，也給出了一些具體的加強措施。

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