關(guān)于建筑物塔樓偏置工程處理

譚會(huì)洪

（廣東蓬江建筑設(shè)計(jì)院有限公司 廣東江門 529000）

1 工程概況

本工程為一工程的其中一座綜合樓，建筑總面積達(dá)4.86萬m2。場(chǎng)地類別為7度，Ⅱ類，位于一山腰中，兩層地下室，地下水位低于地下室底板，不考慮抗浮，如圖1所示。

圖1 建筑平面圖

2 結(jié)構(gòu)選型

本工程由于中空需要大開洞，懸挑最大長(zhǎng)度為7m，故無法分縫處理。在結(jié)框架-剪力墻結(jié)構(gòu)成為優(yōu)選的結(jié)構(gòu)類型。數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與計(jì)算中，因?yàn)槿箻遣糠种舆^多，使得框架結(jié)構(gòu)的地震傾覆力矩較大，超出了結(jié)構(gòu)總地震傾覆力矩的一半以上，卻小于80%。參照高層建筑鋼混結(jié)構(gòu)規(guī)程與規(guī)范，可以根據(jù)框架剪力墻結(jié)構(gòu)特點(diǎn)加以設(shè)計(jì)，框架結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)和軸壓比限值也需要達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，具體需要參照按框架結(jié)構(gòu)相關(guān)規(guī)程與規(guī)定來設(shè)置。故框架及剪力墻抗震等級(jí)為二級(jí)。

3 審圖中心意見

（1）根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ3-2010），3.3.1條，其中對(duì)7度框架結(jié)構(gòu)的高度做出了規(guī)定，所適用的極限值是50m，但是塔樓部分總高度為96.1m。規(guī)范要求為最大高度適當(dāng)增加，但是由于超出大多，因此，結(jié)構(gòu)選型不適合選擇框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，而且在地震傾覆力矩方面，需要框架部分更低，要低于結(jié)構(gòu)的50%。

（2）根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2010）要求，單塔或多塔合質(zhì)心與底盤的質(zhì)心偏心距大于底盤相應(yīng)邊長(zhǎng)20%，該工程屬于塔樓偏置，需進(jìn)行超限審查。

4 規(guī)范要求

（1）對(duì)于塔樓偏置這種情況在我們這邊是盡量避免的。因?yàn)榈捉钇脤?dǎo)致塔樓和底筋的剛心形心偏心較大，遇到地震力，結(jié)構(gòu)將會(huì)出現(xiàn)更嚴(yán)重的扭轉(zhuǎn)問題，常規(guī)的反應(yīng)譜計(jì)算方法難以反映這一情況，或者說難以準(zhǔn)確計(jì)算。

（2）特別的結(jié)構(gòu)需要強(qiáng)化處理。具體是指：多塔樓結(jié)構(gòu)、懸挑結(jié)構(gòu)，豎向體型突變的樓板等，其中要把握好樓板厚度，通常要在150mm以上。而且要優(yōu)化調(diào)整配筋模式，采用雙層雙向模式，單層各個(gè)角度的配筋率要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，通常要超過0.25%。特殊的結(jié)構(gòu)部位，例如：突變部位，其上層與下層的樓板都必須實(shí)施強(qiáng)化改造。

（3）《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ3-2010），10.6.3條對(duì)抗震也提出了具體的規(guī)定，對(duì)于多塔樓高層建筑，其抗震要達(dá)到以下標(biāo)準(zhǔn)：

第一，各塔樓的層數(shù)、平面和剛度不能有較大的差距；塔樓對(duì)底盤需要本著對(duì)稱的原則來加以設(shè)計(jì)；而且綜合質(zhì)心方面，要把握好上部塔樓結(jié)構(gòu)和底盤結(jié)構(gòu)之間的距離，通常要控制在底盤邊長(zhǎng)的20%。

（4）科學(xué)設(shè)置配筋。自固定端到裙房頂層的空間內(nèi)，都要設(shè)置鋼筋，具體的配筋率應(yīng)該有所提升，具體則需要參照規(guī)程來決定鋼筋設(shè)置數(shù)量，要積極約束邊緣構(gòu)件，而且柱箍筋也需要安裝在裙樓屋面的各個(gè)層次內(nèi)。如果發(fā)現(xiàn)塔樓結(jié)構(gòu)同底盤結(jié)構(gòu)相比，存在偏心問題，則需要積極優(yōu)化底盤四周豎向構(gòu)建的配筋結(jié)構(gòu)。

（5）對(duì)于大底盤的多層塔樓，其結(jié)構(gòu)應(yīng)該依照規(guī)程中所設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)來施工，其中對(duì)整體塔樓、分塔樓等都分別提供了計(jì)算模型，各自對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)扭矩與平動(dòng)的比值。

5 處理方法

（1）由于工程屬于重點(diǎn)工程，工程進(jìn)度緊張，考慮到超限審查時(shí)間需要時(shí)間較長(zhǎng)。加上以上意見對(duì)工程造價(jià)影響較大，故對(duì)原建筑方案進(jìn)行修改，大開洞位置向下移動(dòng)一跨，騰出空間在塔樓與裙樓之前分縫。針對(duì)第一條要求加剪力墻，使框架部分承受地震傾覆力矩小于結(jié)構(gòu)總地震承受傾覆力矩的50%。

（2）如果不設(shè)縫該結(jié)構(gòu)應(yīng)該不滿足高規(guī)3.5.5同時(shí)單塔質(zhì)心與大底盤質(zhì)心偏心距大于底盤相應(yīng)邊長(zhǎng)的0.2倍屬于特別不規(guī)則結(jié)構(gòu)（抗規(guī)說明3.4.1）需要做超限審查如果質(zhì)心限值滿足的話可以不設(shè)縫（設(shè)縫對(duì)建筑防水等比較麻煩），做局部加強(qiáng)措施。該結(jié)構(gòu)有較大裙房質(zhì)心難以滿足可以考慮設(shè)縫，不設(shè)縫結(jié)構(gòu)可能較麻煩。

（3）分縫后，墻柱和板的構(gòu)造要求降低，對(duì)交接位置的上下兩層造價(jià)降低不少，業(yè)主也同意修改方案。

（4）墻柱與地基的科學(xué)處理

塔樓偏置會(huì)對(duì)整個(gè)建筑物帶來影響，對(duì)此可以將地下室頂板充當(dāng)嵌固端，而且要確保層間剛度比達(dá)到科學(xué)的比例，如果達(dá)不到這一規(guī)定，就應(yīng)該嘗試著通過增設(shè)剪力墻來提升地下室的強(qiáng)度與剛度。同時(shí)，要做好水壓力、土壓力、地面堆載等的受力分析，將計(jì)算結(jié)果取包絡(luò)值，再對(duì)應(yīng)配設(shè)鋼筋。

結(jié)合其所處地質(zhì)環(huán)境應(yīng)該選擇天然地基，從而來處理塔樓偏置可能造成的其他問題，塔樓部分則可以選擇筏板地基來控制沉降，車庫(kù)環(huán)節(jié)則可以選擇獨(dú)基+防水板的形式來擴(kuò)大沉降。具體可以依靠PKPM軟件來算出整體的抗浮，而且需要豎向恒荷載要超過整體上的水浮力，如果出現(xiàn)抗浮不足的問題，則應(yīng)該選擇配重、錨桿抗拔等方法。地基設(shè)計(jì)過程中，其外墻應(yīng)該選擇梁輸入，通過這種方式來傳輸荷載，使其抵達(dá)柱上，并對(duì)應(yīng)傳至地基。其中涵蓋為了提升剛度所設(shè)置的剪力墻，可以選擇相同的方式來計(jì)算地基。此地下工程規(guī)模較大、范圍較大，實(shí)際設(shè)計(jì)過程中也要設(shè)置溫度后澆帶來抵御溫度應(yīng)力，其中后澆帶內(nèi)部不應(yīng)該設(shè)置完整的梁體，而是要同水平構(gòu)件受力較小環(huán)節(jié)相接近，而且各個(gè)層一般應(yīng)該結(jié)合結(jié)構(gòu)所需來設(shè)計(jì)其走向。

防水板在現(xiàn)實(shí)的設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該從正向、豎向分別對(duì)應(yīng)計(jì)算，前者如果底板下層土體質(zhì)地高，底板豎向方向的荷載能夠直接被土層所承擔(dān)，這樣就控制了荷載對(duì)板塊、梁柱等的壓力，當(dāng)發(fā)現(xiàn)底板的土體屬于淤泥土，就應(yīng)該建模來算出梁板配筋的相關(guān)數(shù)據(jù)。反向計(jì)算，一般可以選擇倒樓蓋法來對(duì)建筑物進(jìn)行計(jì)算，需要關(guān)注的是水浮力屬于局部抗浮，其之和底板底部與水頭之間的距離有著密切關(guān)系，算出的反向梁配筋數(shù)據(jù)，實(shí)際配筋過程中應(yīng)該根據(jù)計(jì)算結(jié)果來獲得配筋的包絡(luò)值。

塔樓偏置將造成不均勻沉降問題，對(duì)此要加強(qiáng)塔樓的科學(xué)設(shè)計(jì)，也就是選擇整體驗(yàn)算法，讓塔樓充當(dāng)固定端，車庫(kù)作為懸臂，可以選擇有限元建模法來深入剖析塔樓和地下車庫(kù)間的受力模式，也可以對(duì)局部實(shí)施抗放處理。

6 結(jié)束語

對(duì)于大底盤工程來說，塔樓偏置對(duì)工期及造價(jià)都有較大的影響，應(yīng)盡量避免。實(shí)際設(shè)計(jì)中需要從單個(gè)建筑工程結(jié)構(gòu)入手，又要從全局進(jìn)行把握，應(yīng)該根據(jù)不同建筑的功能來對(duì)應(yīng)科學(xué)設(shè)計(jì)，把握關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部位的設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)

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