東莞某小區(qū)塔樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

楊璧毓

摘 要：文章對(duì)東莞某小區(qū)塔樓的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了梳理和總結(jié)，包括上部塔樓、地下室等設(shè)計(jì)內(nèi)容。在滿足規(guī)范要求的各項(xiàng)性能指標(biāo)同時(shí)，結(jié)構(gòu)平面布置簡(jiǎn)潔、豎向傳力直接，具有充分的承載能力、剛度和延性。

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；基礎(chǔ)；超長(zhǎng)地下室；塔樓

1 工程概況

本工程位于東莞市地位于東常平鎮(zhèn)；周邊環(huán)境：?？傆玫孛娣e：19855.9平方米；容積率2.5。

本項(xiàng)目建筑物為1#樓、2#樓、3#樓三棟住宅樓、6#商住樓（由6-1#樓與6-2#樓組成）四棟商住樓，層數(shù)24～26層、塔樓高79m，設(shè)1層地下室，地下室底板埋深約5.4m；4#樓、5#樓、7#樓三棟商業(yè)樓，2～3層。

本工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限為50年，結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)γo=1.0?？拐鹪O(shè)防類別為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類，抗震設(shè)防烈度為6度。設(shè)計(jì)地震分組為第一組，場(chǎng)地類別為Ⅱ類。設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.05g，多遇地震水平地震影響系數(shù)最大值為0.08，反應(yīng)譜特征周期Tg=0.35秒，阻尼比為0.05?；撅L(fēng)壓值為0.55kN/m2（n=50），承載力放大系數(shù)為1.1。地面粗糙度類別為B類。

2 結(jié)構(gòu)體系

剪力墻結(jié)構(gòu)體系剛度大，容易滿足小震及風(fēng)荷載作用下高層建筑結(jié)構(gòu)的位移角剛度指標(biāo)。地震作用下剪力墻變形小，破壞程度低，可以設(shè)計(jì)成延性剪力墻。結(jié)合剪力墻優(yōu)點(diǎn)及考慮到住戶建筑使用效果，1#、2#、3#及6#住宅樓、商住樓均采用剪力墻結(jié)構(gòu)。

4#、5#及7#商業(yè)樓為多層，考慮結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)型，均采用框架結(jié)構(gòu)，主要功能為商業(yè)、停車庫(kù)及設(shè)備用房。

3 結(jié)構(gòu)布置

現(xiàn)以3#住宅樓為例進(jìn)行分析。如圖1所示。在滿足結(jié)構(gòu)豎向及水平承重條件下，剪力墻多布置在住宅建筑分戶隔墻上，以便滿足對(duì)后期住戶使用裝修要求。除布置剪力墻核心筒外，剪力墻多布置于結(jié)構(gòu)四周，以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗扭性能。同時(shí)滿足剪力墻軸壓比要求，本工程5層以下剪力墻墻厚為300mm厚，其余樓層為200mm厚。

梁截面主要采用200×600、200×500、250×500等，盡量減少梁高以增加住宅室內(nèi)凈高。

本工程梁板跨度為2.5m～6m左右。樓板除特別需要外（設(shè)備機(jī)房層）均為構(gòu)造配筋。建筑為考慮立面及采光效果，在結(jié)構(gòu)角部設(shè)置角窗，對(duì)結(jié)構(gòu)整體不利，角部無(wú)豎向構(gòu)件約束，僅靠懸挑梁提供的弱約束，對(duì)結(jié)構(gòu)的整體抗扭性不利，為加強(qiáng)約束，在角窗位置樓板加厚成150mm，樓板取雙層雙向拉通，另在角部設(shè)置樓板高暗梁約束，加強(qiáng)樓板的整體性及牢固性。

4 計(jì)算分析

本工程采用PKPM中的satwe軟件，1～5層定義為底部加強(qiáng)層，考慮5%偶然偏心及雙向地震，水平地震影響系數(shù)取0.08，風(fēng)荷載體形系數(shù)取1.4，連梁剛度折減系數(shù)取0.06。

4.1 嵌固端選擇分析。嵌固部位關(guān)系到結(jié)構(gòu)計(jì)算模型與實(shí)際受力狀態(tài)之間的符合程度，涉及到構(gòu)件內(nèi)力和位移計(jì)算，高層建筑一般選擇地下室頂板為上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位。規(guī)程第5.3.7條明確規(guī)定“當(dāng)?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜唤Y(jié)構(gòu)嵌固部位時(shí)，地下室結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度不應(yīng)小于相鄰上部結(jié)構(gòu)樓層側(cè)向剛度的兩倍”。本工程先按嵌固端在地下室頂板進(jìn)行計(jì)算分析，從計(jì)算輸出結(jié)構(gòu)可知X向2.44，Y向?yàn)?.05，均能滿足規(guī)范要求，因此嵌固端選擇在地下室頂板處是合理的。

4.2 最大層間位移角和層間位移比。本工程為剪力墻結(jié)構(gòu)的高層建筑，在正常使用條件下，結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的剛度，來(lái)滿足結(jié)構(gòu)的承載力、穩(wěn)定和使用要求，這就要對(duì)結(jié)構(gòu)的位移進(jìn)行控制，不超過(guò)廣東省高規(guī)規(guī)定的限值。實(shí)際的計(jì)算結(jié)果如下：X方向最大層間位移角為1/972，本工程最大位移與層平均位移的比值為1.11；最大層間位移與平均層間位移的比值為1.48；Y方向最大層間位移角為1/1518，最大位移與層平均位移的比值為1.18，最大層間位移與平均層間位移的比值為1.30。雖然滿足《規(guī)范》第3.4.3條要求，但超過(guò)規(guī)則扭轉(zhuǎn)1.2倍的限值，表明本工程存在平面扭轉(zhuǎn)不規(guī)則性。

4.3 剪重比。滿足《規(guī)范》第5.2.5條強(qiáng)制性條文的規(guī)定。

5 地下室結(jié)構(gòu)布置

地下室只有一層，功能為停車庫(kù)及設(shè)備用房，結(jié)構(gòu)形式為框架。地下一層為底板（防水板），底板厚取為400mm。地下室柱網(wǎng)為8.1m×8.1m，因地下室頂板考慮施工堆載和園林覆土，荷載較大綜合結(jié)構(gòu)安全及經(jīng)濟(jì)性，采用井字梁板體系布置。

地下室相關(guān)構(gòu)件截面及混凝土強(qiáng)度等級(jí)分別為：首層梁截面主要為300×700、250×800、600×900；框柱截面主要為600×600、700×700；側(cè)壁厚為300mm。首層結(jié)構(gòu)梁板的砼強(qiáng)度等級(jí)為C30；框架柱（塔樓墻柱除外）砼強(qiáng)度等級(jí)為C30，天然擴(kuò)展基礎(chǔ)、樁承臺(tái)、底板、地梁混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，抗?jié)B等級(jí)P8。

本項(xiàng)目地下室超長(zhǎng)（長(zhǎng)度約為150m）且不設(shè)縫，裂縫控制是重點(diǎn)。通過(guò)采取相關(guān)措施解決超長(zhǎng)混凝土的溫度和收縮問(wèn)題：（1）設(shè)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(zhǎng)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(qiáng)度的設(shè)計(jì)等級(jí)，降低水灰比，嚴(yán)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(jì)算水化熱所產(chǎn)生的溫度差，并采取可靠措施將施工階段混凝土的內(nèi)外溫差控制在25C以下；（5）大面積混凝土建議采用分塊跳倉(cāng)澆筑，以減少施工期間的溫度收縮應(yīng)力，較厚構(gòu)件則應(yīng)分層澆筑；（6）拆模后及時(shí)對(duì)混凝土進(jìn)行保護(hù)，避免混凝土長(zhǎng)期日曬雨淋。

6 結(jié)語(yǔ)

由于建筑使用功能的要求，使得本工程剪力墻布置有一定局限性，存在平面扭轉(zhuǎn)不規(guī)則現(xiàn)象。所以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對(duì)結(jié)構(gòu)選型、構(gòu)件布置進(jìn)行了優(yōu)化和調(diào)整，對(duì)可能出現(xiàn)的薄弱部位采取了加強(qiáng)措施，在滿足規(guī)范要求的各項(xiàng)性能指標(biāo)的同時(shí)，做到平面布置簡(jiǎn)潔、豎向傳力直接。結(jié)構(gòu)具有充分的承載能力、剛度和延性。

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