浅谈石狮市镇中路片区7#商住楼结构设计

摘要：针对高层住宅设计过程中的平面不规则，建筑高度宽比偏大，且大底盘地下室楼板长度超长且不设缝等特点，在计算、结构布置和构造等方面均作出了合理的处理方案，确保设计达到满意的效果，并具有良好的经济效用。

 

关键词：平面不规则体型；高宽比；楼板超长；构造措施

 

1.工程概况

 

石狮市镇中路片区7#商住楼为本人自主设计的高层建筑，本次工程在设计时根据工程实际情况进行了一定合理的优化，特别对于工程平面不规则，以及高宽比偏大、地下室楼板超长不设缝等问题在工程分析计算；结构布置以及构造加强措施等方面的进行有效处理，以下就谈谈本人在设计中的一些体会。

 

本工程位于石狮市风里街道辖区，是石狮市凤里投资有限公司投资的高层住宅和商业综合建筑群，总用地面积59891米2；总建筑面积372530米2。其中7#住宅楼地下二层、地上三十层，建筑物室外地坪至主体结构檐口的高度为：99．2米。地下二层层高4．50米；地下一层层高3．9米；用于商业的裙房共3层，第～层层高7．7米，其他二、三层层高均为4．8米，以上的4—30层楼为住宅楼。层高均为2．9米。该楼四层以上中部两侧均有3．8米深凹口，有效楼板占该方向楼板长17．0米的53．5％，建筑高宽比为5，8。

 

2.地基及基础

 

2．1地质概况及地震烈度

 

建筑场地位于石狮市中心区，抗震设防烈度为7度，设计地震加速

度为0．15g；地震分组为第2组，地震场地类别为二类。

 

2．2地基土层结构特征

 

勘查深度内土层共分为6层，具体分布如下：①层杂填土、②粉质粘土、③残积砂质粘土、④全风化花岗岩、⑤碎块状强风化花岗岩、⑥中(微)风化花岗岩。

 

2．3基础方案

 

通过对场地的土层条件进行了分析，以及拟建筑特点的分析，经过各项技术的分析和对比，现决定采用直径分别为qblO00、qbl200、qbl500的人工挖孔扩底灌注桩，桩身混凝土强度等级为C35。以⑤碎块状强风化花岗岩或⑥中(微)风化花岗岩做桩端持力层。桩长为12m～18m左右，质量和经济效果均较好。

 

3.地下室楼板超长不设缝

 

本工程地下室长180m，宽97m，远远超过规范对现浇结构的不设缝的长度要求。本次设计中根据建筑物高度，将地面以上部分用防震缝分成8个部分，主要包括主楼、商业裙房等；但由于地下室部分若进行分缝；则较难进行防水处理，为了解决温度应力对结构产生的不利影响，本次设计采取了以下几种措施进行预防。

 

(1)针对施工阶段中的混凝土所产生收缩裂缝，地下室采用后浇带分为若干部分，每段长度约为30～40m，后浇带设在构件受力较小的部位；待主体混凝土浇筑施工完毕后，再用昆凝土强度等级高一级的微膨胀混凝土进行浇筑。

 

(2)为减少水泥用量，主体混凝土可采用60天强度作为混凝土强度评定．验收和昆凝土配合比设计的依据。

 

(3)加强混凝土的养护；顶、底板混凝土可采用混凝土表面覆盖草袋或粗砂，浇水养护；侧墙塑料薄膜覆盖保湿；并保证混凝土表面湿润。养护时间不少于28天。

 

(4)4-0．O0层楼板作为地上部分的嵌固端，需要按照《建筑抗震设计规范》的要求，对其板厚、配筋作相应的加强处理：在实际设计时做如下处理：1)楼板上下各有一部分钢筋通长布置，该部分钢筋配筋率为0．30％；2)高低跨处梁的腰筋适当加大；3)与混凝土墙接近的楼板处于较强的约束状态，其配筋应适当加大；4)楼板孔洞周边增配板构造钢筋。

 

4.上部结构设计与计算

 

本工程为丙类建筑，地震设防烈度为7度，采用全现浇钢筋混凝土剪力墙结构，剪力墙的抗震等级为二级。

 

由于此建筑平面存在多出较大凹口，且楼梯间和电梯间楼板处开洞，在进行结构分析，楼板开大洞对结构计算的基本假定楼板无限刚度会产生一定的影响，在传递地震力方面也存在薄弱环节。因此，为有效减少楼板开洞对结构计算的不利影响，计算时将洞口周边楼板设定为弹性楼板；程序可考虑楼板平面外的变形影响，并对洞口周边梁加大配筋并配置适量的抗扭钢筋；洞口周边楼板局部加厚，并且配置双层双向通长钢筋；从计算及构造上保证结构安全。

 

经初步计算，结构的第一振型和第二振型具有较大的扭转因素，对结构较为不利；另外，凹凸平面的周围、楼房东西两端以及平面宽度突变处的梁、墙等结构构件内力均较大。在设计时，考虑楼、电梯处楼板不连续，故将楼、电梯间处剪力墙加强，直至连接成为简体，成为主要的抗侧力构件，以承担大部分的地震剪力和弯矩。并且在进行实际内力计算时，凹口外侧均按不设联系梁和增设250x600联系梁分别计算，洞口周边构件配筋取二者较大值配置；使结构增加安全储备。除平面不规则外，房屋的高宽比虽符合规范要求，但高宽比5．8已接近规范限值，计算中应复核结构在侧向力最不利组合下结构底部外围墙体的轴压比，并控制轴压比在0．5以内。同时还需要验算桩基在此条件下的受力状况，合理布置桩位以防止桩身出现拉力。

 

抗震构造措施上，将房屋建筑的底部三层设为加强区；墙体布置若有变化，增设暗柱对墙体予以加强。在保证结构的总刚度下，通过增大周边剪力墙的长度、调整中间部位剪力墙长度等措施，使结构在满足层问位移的前提下；增加结构的抗扭转能力。经合理优化并采用构造加强措施后；经过合理的优化后，计算结果显示建筑的凹口处以及周边剪力墙、连梁、两端转角墙、山墙处剪力墙等各部位均符合规范，无超筋现象。具体计算结果如下：

 

结构计算模型及程序平面输入程序为PMCAD，空间计算程序为SATWE：

 

(1)周期(S)：

 

T1=2．45平动系数：1．00(0．00+1．00)扭转系数：O．o0

T1=2．25平动系数：0．95(0．95+0．00)扭转系数：0．05

T3=2．04平动系数：0．05(0．05+0．00)扭转系数：0．95r3／T】=0．83

 

 

(2)结构整体稳定验算结果：

 

X向整体稳定系数：EJd／GH2=6．59

Y向整体稳定系数：EJd／GH}2=5．68

该结构EJd／GH2大于1．4，能够通过高规(5．4．4)的整体稳定验算。

该结构EJd／GH2大于2．7，可以不考虑重力二阶效应。

(3)地震荷载作用下最大层问位移角：x向：1／1410Y向：1／1217

(4)风荷载作用下最大层间位移角：x向；1／1666Y向：1／1198

 

根据上述计算的结果，顶点位移及层间位移均满足规范要求，结构刚度较好，抗震性能较好。

 

5.结语

 

本文介绍在石狮市镇中路片区7}}商住楼工程的设计过程中，对工

程所具有的平面凹凸不规则，建筑高宽偏大以及地下室楼板超长不设

缝等的结构特点，主要介绍了本人在本工程的结构设计过程中针对上

述问题所采取的：合理调整受力构件平面结构布置、结构计算方面的合

理优化以及在结构构造措施方面加强等优化措施；使结构整体满足规

范要求，受力构件受力均匀合理并且经济实用。