合肥市瑶海区全民健身中心结构设计

2015-12-02合肥工业大学建筑设计研究院安徽合肥230009

江西建材 2015年19期

■秦雷 ■合肥工业大学建筑设计研究院，安徽合肥 230009

1 工程概况

为了响应国务院关于印发全民健身计划的通知，增强城乡居民体育健身意识，参加体育锻炼的人数显著增加，身体素质明显提高，形成覆盖城乡比较健全的全民健身公共服务体系，合肥市瑶海区重点局计划建造一个全民健身中心。该项目主要建设有游泳池、篮球馆、手球馆、击剑馆、乒乓球馆、武术跆拳道馆、体操蹦床馆及宿舍、食堂，包括多种用途的设备用房和辅助用房等。主楼分左右两个单元，左单元建有游泳池、篮球馆、手球馆、击剑馆、乒乓球馆，右单元建有武术跆拳道馆、体操蹦床馆、宿舍及食堂。因两个单元结构体系类似，本文仅以右单元为例介绍。右单元一层武术跆拳道馆，层高8.0m;二层体操蹦床馆，层高17.0m，场馆区屋顶为轻型钢结构网架。一层北侧设夹层作为食堂和宿舍区，层高分别为4.2m 和3.8m，二层北侧设三层夹层作为宿舍区，层高均为3.3m。右单元一层和二层平面图如图1 和图2。

图1 一层平面图

图2 二层平面图

2 结构方案

近年来，国内外地区地震等自然灾害频繁发生，一些大空间的公共建筑往往被用来临时安置受灾民众。因此，此类建筑应比其他建筑具有更好的抗震性能，防止二次灾害的发生［1，2］。基于这种思想，全名健身中心在确定结构方案时选取了框架和框架—剪力墙两种结构体系试算以供比较［3］。

试算结果表明，框架结构能很好的满足建筑使用功能的要求，对建筑影响较小，但由于场馆区层高较高，跨度大，刚度分布很不均匀，使用荷载分布也不均匀，偶然偏心情况下结构扭转位移比超过1.4，偏大，属于特别不规则的结构［4］，且同时具有薄弱层和软弱层，抗震性能不好，应当避免采用。

框架—剪力墙结构具有两道防线，抗震性能好，可有效控制结构在偶然偏心情况下扭转位移比，避免薄弱层和软弱层同时出现。但本工程总高度不高，采用框架—剪力墙结构使结构刚度过大，地震剪力偏大，对结构不利，计算梁柱断面和配筋也较大，带来不必要的结构造价的增加。综合比较，决定在框架结构的基础上，适当布置少量的剪力墙，形成少墙—框架结构体系［5-7］，可以结合框架和框架—剪力墙结构的优点。

一层和二层运动场馆跨度达29.950m，采用预应力梁板结构体系。由于支承预应力梁的框架柱截面较大，宿舍区夹层层高较小，框架柱的剪跨比较小，梁柱节点核心区抗剪承载力不足。采取在框架柱的两侧加翼墙的办法可以有效的解决［8］，翼墙的高度仅至预应力梁顶标高，也较为经济。

3 结构设计

3.1 设计参数

工程±0.000 相当于黄海高程22.900m。主体结构的设计使用年限为50 年，建筑结构安全等级为二级，建筑物抗震设防类别为标准设防类，抗震设防烈度7 度。设计基本地震加速度值按该项目的场地安全性评价报告取0.12g，设计地震分组第一组。建筑物场地类别Ⅱ类，特征周期值0.35s，属抗震有利地段。地基基础设计等级为乙级。基础采用柱下独立基础，基础持力层为粘土层。基本风压取50 年一遇风压0.35kN/m2，地面粗糙度为B 类，体型系数1.3。

3.2 结构体系

采用钢筋混凝土少墙—框架结构体系。楼板为现浇钢筋混凝土梁、板结构体系。大跨度运动场馆采用预应力梁板结构。框架的抗震等级为二级，剪力墙抗震等级为三级。

3.3 柱网及梁柱截面尺寸

工程X 向柱网尺寸为6 × 7.500m，6.200m;Y 向柱网尺寸为11.950m，3 ×9.000m。典型柱截面从基础至屋顶由800 ×800 变化至700 ×700。剪力墙厚度300mm。支承预应力大梁的柱截面为900 ×1400。典型框架梁截面为300 ×700，大跨度预应力梁截面为700 ×1800。典型楼板厚度为120mm，运动场馆区域楼板厚度为150mm。墙柱混凝土强度等级从基础至屋顶由C40 变化至C30，梁板混凝土强度等级C30，其中预应力梁、运动场馆区域板、支承预应力梁的柱混凝土强度等级均为C40。