大邱庄万全街综合大楼结构设计

2013-11-06张领军

山西建筑 2013年2期

张领军王鑫

(天津市静海县建委设计所，天津 301600)

1 工程概况

大邱庄万全街综合大楼，位于天津市静海县大邱庄镇黄山路北侧，万全村委会院南侧，楼长47．90 m宽34．35 m，建筑物总高24．75 m，顶部局部设有水箱间，建筑面积为6 451．76 m2。钢筋混凝土框架结构。楼北侧是新建的6层住宅楼，由于使用功能及北侧住宅楼采光的需要，综合大楼北侧Ⓗ轴～轴为两层，南侧Ⓐ轴～Ⓖ轴为6层，在Ⓖ轴与Ⓗ轴间设有100 mm宽沉降缝。底部1，2层为综合商场，3，4层为商业写字楼，顶部5，6层为村委会办公楼。

平面图见图1。

图1 建筑平面图

2 结构整体设计

本工程按照2011年5月份国家及天津市相关有效规范与规程设计，抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0．15g，设计地震分组为第二组，建筑场地Ⅲ类，基本风压0．5 kN/m2，基本雪压 0．4 kN/m2。

上部计算模型的建立及计算采用PKPM结构软件2010年版。沉降缝两侧可以分开建模计算或者整体建模分塔计算。基础计算采用PKPM结构软件JCCAD(2010版)。

基础埋深相对建筑±0．000为1．9m，基础设计计算采用上部结构设计竖向荷载及横向荷载组合值，地基持力层为④1层粘土，承载力特征值为120 kPa。6层框架部分采用柱下基础梁筏板基础，2层框架部分为减少地基沉降的不均匀性，采用了柱下十字交叉基础梁条形基础。考虑到地基持力层以下6 m有⑥1层粉质粘土，该土层承载力特征值为105 kPa，经计算该软弱下卧层满足承载力要求。

总体沉降验算满足规范要求。

上部结构采用矩形钢筋混凝土柱，因为7度0．15g地区6层框架的横向作用比较明显，位移控制也比较明显，所以6层框架部分基础以及1层～3层均采用C40混凝土，其他部分采用C30混凝土。

Ⓐ轴与Ⓑ轴间距2 000 mm，建筑立面要求Ⓐ轴有立柱，又因为结构位移起控制作用，故Ⓐ轴采用承重的框架柱来满足建筑立面的要求。结构方案比对时发现:如果Ⓐ轴不设置承重框架柱，计算得到最大弹性层间位移角为1/420，不满足规范要求;Ⓐ轴设置承重框架柱后，计算得到的最大弹性层间位移角为1/558，满足规范要求。由于轴距比较小致使框架梁的剪力很大，这种情况涉及到一排框架柱，所以不能采用梁柱铰接的方式解决Ⓐ轴剪力的问题，实际设计时该部位框架梁截面比较大，截面高度受限时采用加宽梁截面的方法解决超筋问题。

高低跨相邻部分的设计，可以采用设置后浇带整体设计，或者采用设置沉降缝主体断开的设计方法。各有利弊:设置后浇带方法施工工期比较长，工艺复杂;设置沉降缝施工工期短，工艺简单，但基础调平更重要一些，基础构造复杂。通过与建设单位沟通后，采取了节省工期的设置沉降缝的方法。因为1，2层楼的综合商场一块使用，所以要求将来两侧主体沉降量应相当，从基础设计上应考虑基础面积的调平方法，但是经过实际计算发现由于两侧的荷载差异太大，仅从基础面积上调平计算，沉降差难以避免。工程剖面图见图2。

图2 剖面图

经过实际计算6层框架部分平均沉降量为128 mm，两层框架部分平均沉降量为38 mm。地基持力层为④1层中～高压缩性粘土，施工期间完成的沉降量按25%计算，施工完成后沉降差为67．5 mm，考虑由于地基土的特性引起的抗力效应，最终决定6层框架部分比2层框架部分多考虑50 mm的沉降量。

由于工期比较紧，实际施工中，施工单位同时开槽做基础，伸缩缝两侧主体一起施工。经过6个月的施工，待主体完成后，验收过程中询问和观看了伸缩缝两侧的高差，发现两侧的高差仅为8 mm(6层框架部分较高)，达到了预期目标。

6层框架北侧局部两层部分与2层框架屋面间的衔接，建筑要求向2层框架部分排水，所以6层框架北侧局部两层部分屋面标高要高出2层框架屋面女儿墙，这样就比正常楼面标高要高出700 mm。设计中实际做法为挑梁标高与内部框架梁标高保持一致，屋面板高度差通过构造做法解决，方法如图3所示。

3 设计要点与创新

3．1 基础形式的选择

图3 构造做法

3．2 地基基础调平方法

选好基础形式后，计算承载力以及变形(沉降量)。由于荷载的差异很大，用单纯的天然地基调平法(基础底面积调整)，经过实际计算是不可能实现的，最后选择采用根据沉降差预留沉降量的方法进行地基基础调平。到主体工程完工时基本达到预期目标。

3．3 装饰柱与框架柱的合并

建筑立面要求Ⓐ轴装饰柱凸出，根据荷载及计算复核，结构概念设计时将该轴装饰柱改为承重的框架柱(1，2层)，这样处理既满足了建筑立面要求，又对结构计算控制位移起到了很好的作用。但是也有不利的一方面，因Ⓐ轴Ⓑ轴间距只有2 000 mm，出现“短跨高剪框架梁”的问题，计算不好通过，又因为涉及到一排框架柱，用梁柱铰接的方式不安全，故在实际计算中采用了加大梁截面的方法，使之不出现超筋现象。