關(guān)于某居民活動中心結(jié)構(gòu)設(shè)計案例分析

摘 要 公共建筑是當(dāng)代社會發(fā)展完善中必不可少的條件，隨著居民生活條件不斷改善，城市服務(wù)配套更新?lián)Q代，居民活動中心應(yīng)運而生，設(shè)計中單體平面復(fù)雜，各專業(yè)綜合要求較高。本文中某居民活動中心內(nèi)配套增設(shè)配電房，商業(yè)門面，地下車庫等綜合設(shè)計，詳細(xì)闡述了結(jié)構(gòu)設(shè)計要點，通過實例的分析計算、構(gòu)造措施等方面進行了探討，并給出成功的工程設(shè)計實例。在此，筆者擬與廣大設(shè)計人員共同探討設(shè)計心得與應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 活動中心;結(jié)構(gòu)設(shè)計;案例分析

1某居民活動中心工程概況

某高層住宅小區(qū)位于某市，其中配套居民活動中心，該項目由17棟高層及幼兒園，居民活動中心及地下車庫等構(gòu)成，抗震設(shè)防烈度為7度，抗浮水位為室外地坪下1米，為抗震一般地段。

本文主要分析該小區(qū)居民活動中心（框架結(jié)構(gòu)位于地下車庫內(nèi)部）結(jié)構(gòu)設(shè)計分析過程，內(nèi)部配套復(fù)雜，配合各專業(yè)不同要求，進一步熟練掌握結(jié)構(gòu)設(shè)計的各種情況[1]。

2居民活動中心結(jié)構(gòu)設(shè)計步驟

2.1 優(yōu)化結(jié)構(gòu)布置

圖1為某居民活動中心結(jié)構(gòu)平面圖，框架抗震等級為三級，根據(jù)建筑方案，為四層框架結(jié)構(gòu)，局部兩層及一層。左右矩形框為自管配電房及局管配電房，均為兩層，自管配電房設(shè)置在地下一層，局管配電房設(shè)置在地上兩層，凈高要求為3.6米;右下方為一層區(qū)域;箭頭處為內(nèi)庭院，地下一層;主樓滿足樓板的有效寬度與典型寬度之比不滿足規(guī)范不低于50%的要求。通過初步建模計算，各項參數(shù)均符合規(guī)范要求。

在結(jié)構(gòu)布置中，重點考慮建筑功能要求。首先，地下為停車庫及自管配電房，配電房需要預(yù)留電纜溝高度及滿足設(shè)備凈高要求，地下停車庫保證車位需要，柱截面優(yōu)先考慮在600×600mm內(nèi)，梁高優(yōu)先考慮在400×800mm截面。其次，地下室層高為5.65～6.25米，主樓局部存在一層，二層及內(nèi)庭院，水浮力較大，考慮降低首層結(jié)構(gòu)標(biāo)高1米左右覆土，配合計算逐一復(fù)核局部抗浮。最后，按供電局提供局管配電房要求，二層局部樓板考慮0.8米電纜溝荷載及凈高要求。綜合考慮以上要求，優(yōu)化結(jié)構(gòu)方案布置，優(yōu)化結(jié)構(gòu)體系，同時考慮經(jīng)濟因素，平衡含鋼量，保證安全又經(jīng)濟。

2.2 合理基礎(chǔ)選型

根據(jù)地質(zhì)報告，未發(fā)現(xiàn)有影響場地穩(wěn)定的不良地質(zhì)作用存在，該場地是穩(wěn)定的，適宜本工程建設(shè)。均可采用天然地基、獨立柱基礎(chǔ)或筏板基礎(chǔ)，以第2層粉質(zhì)黏土，第3層粉質(zhì)黏土或第4層粉質(zhì)黏土作為基礎(chǔ)持力層。

天然地基設(shè)計參數(shù)

建筑場區(qū)各土層的承載力特征值fak、壓縮模量Es及基床系數(shù)K建議值見下：

2層粉質(zhì)黏土 Fak=160（Kpa） Es=7.5（Mpa） K=25000KN/m3（經(jīng)驗值）;3層粉質(zhì)黏土 Fak=220（Kpa） Es=9.5（Mpa） K=35000KN/m3

（經(jīng)驗值）;4層粉土加粉質(zhì)黏土 Fak=220（Kpa） Es=13.5（Mpa） K=26000KN/m3（經(jīng)驗值）。

根據(jù)地勘報告提供的剖面圖及建筑方案布置，整個小區(qū)各樓及車庫持力層大部分位于2～3層土，對擬建居民活動中心基礎(chǔ)選型進行可行性分析：

（1）承載力驗算：經(jīng)試算該項目第3層粉質(zhì)黏土修正后的地基承載力滿足設(shè)計要求，可以同地下車庫采用筏板+柱墩形式基礎(chǔ)。因車庫未采用錨桿抗浮，整個小區(qū)綜合考慮，本樓如果采用錨桿抗浮設(shè)備進場成本交大，故采用覆土配重局部抗浮能滿足設(shè)計要求。

（2）逐一驗算抗浮部位：本樓局部抗浮設(shè)計是重點，局部一層，二層及內(nèi)庭院均需要逐一單獨驗算，結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計軟件中考慮水浮力荷載，準(zhǔn)確設(shè)置水位標(biāo)高，驗算基礎(chǔ)配筋。圖2為其中一處計算過程。

經(jīng)過整體分析，一層頂板覆土區(qū)域細(xì)化，內(nèi)庭院部分地下室頂板可采用大板，簡化設(shè)計;北面商業(yè)門面分割較多，頂板設(shè)置主次梁較合理;南面居民活動中心四層，頂板不需要覆土，常規(guī)設(shè)計板厚，滿足嵌固端要求;因地下均為地下車庫，如果采用車庫內(nèi)填土配重，勢必影響車位布置，故綜合優(yōu)化為頂板覆土，合理選型基礎(chǔ)形式。

2.3 細(xì)化結(jié)構(gòu)荷載，抗震梁板布置要點。

本項目結(jié)構(gòu)荷載根據(jù)建筑功能劃分，房間一一細(xì)化恒荷載和活荷載取值，例如本項目活載有商業(yè)門面，居民活動房間，健身房，配電房等需要重點關(guān)注;恒荷載也需要根據(jù)頂板覆土不同區(qū)別對待，二層處電纜溝可考慮預(yù)制小平板恒荷載等;本項目梁上線荷載根據(jù)層高不同，例如一層層高約5.0米，二層3.9米，三四層3.6米，再根據(jù)建筑分割，結(jié)構(gòu)梁截面大小細(xì)化荷載，細(xì)化設(shè)計，最后了解設(shè)備需求，精準(zhǔn)布置，既滿足相關(guān)專業(yè)需求，又能符合結(jié)構(gòu)合理布置。

本項目結(jié)構(gòu)梁布置中我們需要關(guān)注不同層區(qū)分布置。本項目中，首先保證梁和框架柱宜貫通布置，使傳力明確;其次要考慮建筑施工圖中使用功能，避免梁高或梁柱位置影響建筑使用，比如配電房有凈高要求，地下車庫有凈高凈寬要求，儲備相關(guān)專業(yè)知識，也能為后續(xù)設(shè)計提供范本參考。其次各層平面中，優(yōu)化梁搭梁，分清主次梁關(guān)系，合理設(shè)置梁上立柱，加強懸挑梁等。例如本項目設(shè)置了室外樓梯，需要通過懸挑梁搭建樓梯，在設(shè)計中，可稍加放大懸挑處梁負(fù)筋，加強薄弱環(huán)節(jié)。在板的設(shè)置中，板厚的設(shè)計要根據(jù)板受力荷載及功能綜合考慮，建筑功能，設(shè)備需求，結(jié)構(gòu)嵌固端，合理選取板厚。同時我們要結(jié)合當(dāng)?shù)貙?dǎo)則是否有特殊要求，加強板構(gòu)造要求。本項目中綜合了許多需要考慮的因素，通過這些項目的鍛煉，不斷提高我們的結(jié)構(gòu)設(shè)計水平。

2.4 結(jié)構(gòu)施工圖的優(yōu)化

本項目使用盈建科結(jié)構(gòu)軟件設(shè)計，探索者結(jié)構(gòu)制圖軟件及AUTOCAD相配合進行結(jié)構(gòu)施工圖紙的繪制。近年來通過軟件的不斷發(fā)展，各類施工圖的繪制效率大幅提高，給設(shè)計人員帶來很多方便。例如，在模型建立完成后我們可以利用三維截面，直觀的觀測到整個項目的構(gòu)架，避免錯漏，加強復(fù)核;在基礎(chǔ)設(shè)計中，本項目的水浮力荷載可以在結(jié)果中統(tǒng)一查看，避免丟載，通過反復(fù)驗算比較，找到最優(yōu)化的設(shè)計方案。

本項目為公共建筑，在繪制施工圖時，每層設(shè)置均有區(qū)別，要求設(shè)計人員細(xì)心，耐心，專心，與模型對接的設(shè)計人員需要對圖紙統(tǒng)一管理，優(yōu)化細(xì)節(jié)，通過和各專業(yè)的配合，清晰明確的表達(dá)圖紙，在軟件提高的同時，提高個人設(shè)計能力，與時俱進[2]。

3結(jié)構(gòu)科學(xué)計算 合理設(shè)計

大部分公共建筑雖為多層框架結(jié)構(gòu)，但涉及面廣，相比住宅設(shè)計考慮內(nèi)容多，雜，考察設(shè)計人員綜合設(shè)計能力。本項目重難點在于整體和局部需要綜合考慮，既要滿足規(guī)范設(shè)計要求，又需要在規(guī)范的基礎(chǔ)上根據(jù)具體情況具體分析，比如地下增設(shè)地下車庫，地上地下均增設(shè)配電房，不僅滿足活動中心需要，還增設(shè)商業(yè)門面，多元化需要。既要考慮大底盤整體布局，又要根據(jù)單體自身情況合理優(yōu)化。從地下至地上，不斷優(yōu)化，進一步適應(yīng)現(xiàn)代社會的需求。以科學(xué)計算為前提，選擇能實現(xiàn)整個功能要求合適的結(jié)構(gòu)形式，借助于結(jié)構(gòu)設(shè)計理論和相關(guān)經(jīng)驗方法，通過設(shè)計軟件進行內(nèi)力分析和組合，最終提出安全，經(jīng)濟的結(jié)構(gòu)施工圖。

參考文獻

[1] 易思偉.房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法的應(yīng)用研究[J].建材與裝飾，2016，407（3）：116-117.

[2] 魏利金.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范疑難熱點問題及對策[M].北京：中國電力出版社，2015：133-135.

作者簡介

汪楊（1982-），女，安徽合肥人;職稱：副主任工程師（現(xiàn)任職務(wù)），現(xiàn)就職單位：安徽省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計研究院，研究方向：結(jié)構(gòu)設(shè)計。