廣州錦澤大廈結構設計

莊潤軒

【摘要】本文對廣州錦澤大廈的結構設計進行了梳理和總結，包括基坑、基礎、地下室、上部塔樓等設計內容。在滿足規(guī)范要求的各項性能指標同時，結構平面布置簡潔、豎向傳力直接，具有充分的承載能力、剛度和延性。

【關鍵詞】結構設計；基礎；超長地下室；塔樓

1.工程概況

錦澤大廈位于廣州市蘿崗科學城中心區(qū)東部，開創(chuàng)大道西南側，科學大道總部經濟區(qū)一期以北。項目用地面積為8131平方米，總建筑面積為29467平方米。

圖1 建筑效果圖

該項目功能為辦公、商業(yè)等，含一棟塔樓及兩層地下室。塔樓地上18層，主要功能為辦公；地下2層，主要功能為商業(yè)、停車庫及設備用房。建筑高度為79.50米。人防地下室設在地下二層，抗力等級為常六級、核六級，戰(zhàn)時按二等人員掩蔽所設計。

本工程結構的設計使用年限為 50 年，結構安全等級為二級，結構重要性系數(shù)γo=1.0?？拐鹪O防類別為標準設防類，抗震設防烈度為7度。設計地震分組為第一組，場地類別為Ⅱ類。設計基本地震加速度值為0.10g，多遇地震水平地震影響系數(shù)最大值為0.08 ，反應譜特征周期Tg=0.35秒，阻尼比為0.05?；撅L壓值為0.5kN/m2（n=50），承載力放大系數(shù)為1.1。地面粗糙度類別為 C類。

2.基坑支護設計

根據(jù)本工程巖土工程勘察報告，場地巖土層自上而下分別為人工填土層、坡積層、風化殘積層、燕山期全風化巖、強風化巖、燕山期微風化巖，無中風化層。

基坑支護的結構形式為支護樁+預應力錨索，局部地段采用土釘墻支護?；娱_挖深度4.45～8.65 m ，基坑周長約410m。預應力錨索水平向最大長度18.9 m，設計拉力320～500kN，預應力250～350kN；土釘水平向最大長度8.6m。

3.基礎設計

基礎起著傳遞結構豎向荷載到地基的作用。對于基礎形式的選擇，除了使結構滿足地基承載力，控制基礎沉降外，還要做到經濟合理、施工方便。

塔樓墻柱的柱底軸力較大，約為13000～14500kN，根據(jù)巖土工程勘察報告揭露的圖層分布，無法采用天然淺基礎。于是樁基礎成為塔樓基礎設計的首選方案。人工挖孔灌注樁這種樁型及施工工藝有造價低、施工質量容易控制等優(yōu)點，但施工作業(yè)面較惡劣，無法保證施工人員的安全，且廣東省限制使用人工挖孔灌注樁，因此設計時放棄這種樁型，改而選擇鉆（沖）孔灌注樁，以微風化巖為持力層。

塔樓外的純地下室區(qū)域柱底反力小，約為2500～5800kN，可以采用天然淺基礎，以全風化巖為持力層。

場地地下水位高，因此基礎需考慮水浮力，進行抗浮設計。塔樓區(qū)域結構自重能抵抗水浮力，故該區(qū)域不需要考慮水浮力的影響。純地下室區(qū)域的結構自重不足以抵抗水浮力，需采取抗浮措施。結合純地下室區(qū)域的基礎形式，本項目采用錨桿抗浮?？垢″^桿布置若均勻布置在底板上，受力效果最佳，然而因錨桿與底板接頭多，對底板防水不利，故本項目將錨桿均集中設置于天然淺基礎范圍內。

4.地下室結構布置

地下室共兩層，功能為停車庫及設備用房，結構形式為框架。地下二層為底板（防水板），因地下水頭較大，故底板厚取為600mm。地下一層采用帶柱帽的無梁樓蓋，使得建筑凈高較大化。地下一層樓蓋采用普通鋼筋混凝土單向梁板樓面。地下室頂板因有施工堆載和園林覆土，荷載大，采用雙向梁板體系布置。

地下室相關構件截面及混凝土強度等級分別為：首層梁截面主要為250600、250800 、400900、5001000；地下一層梁截面主要為300800 、400700、5001000；框柱截面主要為600600、700700 ；側壁厚為400～500mm。首層、地下一層結構梁板的砼強度等級為C30；框架柱（塔樓墻柱除外）砼強度等級為C40，地下室側壁、暗柱、扶壁柱、水池側壁、車道側壁砼強度等級均為C35；天然擴展基礎、樁承臺、底板、地梁混凝土強度等級為C35，抗?jié)B等級P8。

本項目地下室超長（長度約為160m）且不設縫，裂縫控制是重點。通過采取相關措施解決超長混凝土的溫度和收縮問題：1）設置后澆帶，間距控制在40～45m，帶寬800mm；2）底板和地下室頂板采用通長筋加附加筋的配筋方式；3）混凝土適量添加粉煤灰，并采用60天齡期作為地下室砼強度的設計等級，降低水灰比，嚴格控制砂石骨料的含泥量；4）控制混凝土的水化熱，施工前計算水化熱所產生的溫度差，并采取可靠措施將施工階段混凝土的內外溫差控制在25 C以下；5）大面積混凝土建議采用分塊跳倉澆筑，以減少施工期間的溫度收縮應力，較厚構件則應分層澆筑；6）折模后及時對混凝土進行保護，避免混凝土長期日曬雨淋。

5.塔樓結構布置

塔樓的結構布置遵循體系合理、傳力直接的原則，采用鋼筋混凝土框架-剪力墻結構體系，標準層平面布置采用單向梁板體系。。塔樓長寬尺寸為39.85m24m，高寬比為3.29。嵌固端定在基礎面。

梁截面主要為250600、300800、400650、400800等。柱截面考慮軸壓比限值要求，且根據(jù)樓層高度變化，分別為800800、700700、600600等。剪力墻同樣根據(jù)樓層高度變化，墻厚為250～400mm。樓板厚主要為110mm；剪力墻核心筒區(qū)域因電梯井道和設備洞口的開設導致剛度削弱，板厚提高至150mm；結構周邊懸挑板的厚度取為250mm，既是受力需要，也能滿足玻璃幕墻預埋件的埋設。

塔樓剪力墻核心筒雖然偏置，構造上適當?shù)募訌娭苓吙蚣艿膭偠?，特別是角部墻柱的截面剛度，以增大結構抗扭剛度。結構在在考慮偶然偏心影響的單向地震作用下，最大樓層水平位移和最大層間位移均滿足廣東省高規(guī)的限制要求。

墻柱原則上雙向應有結構梁拉結，因建筑功能布置的要求，塔樓中低區(qū)每隔一層需設置空中花園，從而使得平面左側有框柱無法雙向拉梁，柱子在Y向跨層，計算上改變該柱的計算長度系數(shù)，配筋時要求箍筋全高加密，縱筋的搭接按通高考慮。通過這些措施，保證該跨層柱的延性要求。

6 結語

本項目設計中對結構選型、構件布置進行了優(yōu)化和調整，對可能出現(xiàn)的薄弱部位采取了加強措施，在滿足規(guī)范要求的各項性能指標的同事，做到平面布置簡潔、豎向傳力直接。結構具有充分的承載能力、剛度和延性。