試論中關(guān)村某辦公樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

試論中關(guān)村某辦公樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

[提要]本文詳細(xì)介紹了某辦公樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算，同時(shí)就一些特殊問(wèn)題的特殊處理進(jìn)行了探討。[關(guān)鍵詞]結(jié)構(gòu)體系，安全經(jīng)濟(jì)，構(gòu)造措施，

一.概況本設(shè)計(jì)為中關(guān)村某辦公樓設(shè)計(jì)，該工程是中關(guān)村西區(qū)配套唯一的商業(yè)設(shè)施，也是小區(qū)邊緣的標(biāo)志性建筑，其中：地下三層，平面尺寸為124.40mx54.90m，地下二、三為汽車庫(kù)，地下一為商業(yè)用房；地上16層，平面尺寸為90.00mx38.60m，地上一、二為商業(yè)用房、其他為辦公用房。見(jiàn)附圖1~6

二.設(shè)計(jì)依據(jù)1.基本風(fēng)壓0.45KN/m2(按50年一遇的風(fēng)壓采用)2.基本雪壓0.40KN/m2(按50年一遇的雪壓采用)3.土壤凍結(jié)深度80cm4.地震設(shè)防烈度8度(設(shè)計(jì)基本地面加速度為0.20g,設(shè)計(jì)地震分組為第一組)5.工程地質(zhì),根據(jù)（建設(shè)綜合勘察研究設(shè)計(jì)院）2002年7月所作中關(guān)村某《巖土工程勘察報(bào)告》可知：(1)地基土層分部由上至下分別為：1雜填土層，11素填土層，2新近沉積粉質(zhì)粘土層，3粘質(zhì)粉土層，4粉質(zhì)粘土層，5粘質(zhì)粉土層6粉質(zhì)粘土層，7卵石粉細(xì)砂互層，8粉質(zhì)粘土層，9粘土層，10粉質(zhì)粘土層，11卵石層，12粉質(zhì)粘土層，13卵石層，(2)結(jié)論和建議a.各層土天然地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值fka如下：地層名稱

承載力標(biāo)準(zhǔn)值fk（kPa）2新近沉積粉質(zhì)粘土803粘質(zhì)粉土層1404粉質(zhì)粘土層1405粉質(zhì)粘土層1606卵石粉細(xì)砂互層2407粉質(zhì)粘土層1808粘土層2009粉質(zhì)粘土層20010卵石層35011粉質(zhì)粘土層22012卵石層400b.場(chǎng)地土類型為中軟場(chǎng)地土，建筑場(chǎng)地類別為III類c.辦公樓天然地基土承載力難以滿足設(shè)計(jì)要求。另外，因6層卵石粉細(xì)砂互層在場(chǎng)區(qū)內(nèi)分布不均，于場(chǎng)區(qū)東北部缺失，將對(duì)建筑物沉降產(chǎn)生不利影響。因此，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮地基土的不均勻性產(chǎn)生的差異沉降對(duì)建筑物的影響。綜合以上因素，建議對(duì)建筑物地基進(jìn)行處理以提高其承載力，同時(shí)減小建筑物的不均勻沉降。地基處理建議采用CFG樁復(fù)合地基方案.但設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)計(jì)算認(rèn)為采用天然地基基礎(chǔ)能滿足設(shè)計(jì)要求，為此要求業(yè)主對(duì)地基是否要進(jìn)行處理進(jìn)行專家論證會(huì).經(jīng)過(guò)專家論證認(rèn)為采用天然地基基礎(chǔ)完全滿足設(shè)計(jì)要求。為此為業(yè)主節(jié)約400多萬(wàn)元地基處理費(fèi)三.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)建筑安全等級(jí)為

二級(jí)建筑抗震設(shè)防類別為

丙類建筑抗震等級(jí)：

剪力墻：

一級(jí)

框架

：

一級(jí)本建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限為50年四.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.地下結(jié)構(gòu)地下為三層,柱網(wǎng)為8.4mx8.4m,層高為3.4m+3.4m+5.1m,底板考慮受力及防水要求采用板式筏板基礎(chǔ)，筏板厚為1200mm,柱沖切不夠時(shí)，利用建筑地面厚度向上做柱帽。地下樓板經(jīng)過(guò)方案比較認(rèn)為采用井字梁較為合理，主梁斷面400x600;次梁斷面300mmx500mm;板厚：地下二、三頂板厚為150mm;地下一層頂板厚取200mm;地下柱：上部有主體結(jié)構(gòu)部分柱為：1100mmx1100mm；僅有地下部分的柱為：800mmx800mm,外墻厚為350mm,中心樓電梯間筒體墻厚為400mm。地下結(jié)構(gòu)采用C40混凝土，底板及外墻均采用防水混凝土，抗?jié)B等級(jí)要求2.0Mpa。2.上部結(jié)構(gòu)選型：本工程結(jié)構(gòu)根據(jù)不同的建筑使用功能要求及抗震設(shè)計(jì)的要求,經(jīng)方案優(yōu)化，認(rèn)為采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)較為合理，力爭(zhēng)做到既安全又經(jīng)濟(jì)的目的，現(xiàn)分別簡(jiǎn)述如下：本建筑地上部結(jié)構(gòu)平面尺寸為84.00mx33.60m,16層，地面上總高為60m,柱網(wǎng)為8.4mX8.4m,采用鋼筋混凝框架剪力墻結(jié)構(gòu)，地上一~五層：框架柱為1000mmx1000mm,剪力墻厚為400mm,地上一框架梁為400X600mm;地上二~五框架梁400x500mm,地上六~十層：框架柱為800mmx800mm,剪力墻厚為350mm,框架梁為400X500mm；地上十~十六層：框架柱為600mmx600mm,剪力墻厚為300mm,框架梁為400X500mm。地上一~六層混凝土采用C40；地上七~十一層混凝土采用C35；其它層混凝土采用C30。地上各層樓板均采用8.4mX8.4m（BDF高強(qiáng)薄壁管）現(xiàn)澆鋼筋混凝土空心樓蓋,空心板厚為250mm,由于平面尺較長(zhǎng)，再考慮建筑配置，設(shè)縫較為困難，因此結(jié)構(gòu)不設(shè)縫，但要采取構(gòu)造措施和施工措施減少溫度和混凝土收縮對(duì)結(jié)構(gòu)的影響，詳見(jiàn)新技術(shù)采用部分。五.結(jié)構(gòu)計(jì)算本工程選用中國(guó)建筑科學(xué)研究院編制的《高層建筑結(jié)構(gòu)空間有限元分析軟件》（墻元模型）SATWE(2002年1月)進(jìn)行計(jì)算；基礎(chǔ)選用中國(guó)建筑科學(xué)研究院編制《JCCAD》基礎(chǔ)計(jì)算軟件進(jìn)行計(jì)算，對(duì)于筏基分別采用倒樓蓋和彈性地基進(jìn)行計(jì)算。另外對(duì)于復(fù)雜的大跨度異型板分別采用SATWE復(fù)雜樓板有限元分析與設(shè)計(jì)(slabCAD)軟件及STAAD/Pro(結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析軟件)對(duì)其進(jìn)行復(fù)雜樓板有限元分析。現(xiàn)將主要結(jié)構(gòu)的計(jì)算結(jié)果匯總?cè)缦卤恚?/p>

周期:轉(zhuǎn)角平動(dòng)系數(shù)扭轉(zhuǎn)系數(shù)1.411489.661.000.001.2035166.870.060.920.83250.210.940.060.338630.850.090.910.320291.370.990.01T1/Tt=1.2035/1.4114=0.850.22310.130.950.050.16799.550.090.910.146990.581.000.000.11520.150.930.07各陣型作用下X，Y方向的基底剪力陣型號(hào)X向剪力knY向剪力kn1.5134352.922464.7655.8254389.650.58862.75159.149.6720317.4717216.250.02194.970.910.225713.2394666.020.02結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定驗(yàn)算結(jié)果X向剛重比Ejd/GH2=24.41Y向剛重比Ejd/GH2=9.09該結(jié)構(gòu)的剛重比大于1.4，能夠通過(guò)高規(guī)5.4.4的整體穩(wěn)定驗(yàn)算；同時(shí)剛重比大于2.7，可不考慮重力二階效應(yīng)。剪重比各樓層的剪重比均大于抗規(guī)5.2.5條要求：最小剪重比>3.2%

有效質(zhì)量系數(shù)X方向的有效質(zhì)量系數(shù)99.01%；Y方向的有效質(zhì)量系數(shù)99.50%層間位移控制X向最大層間位移角:1/1869(第13層）；Y向最大層間位移角:1/1038(第17層）;最大層間位移與平均位移比控制(在考慮偶然偏心地震力作用下）各樓層最大層間位移與平均位移比均小于1.2符合高規(guī)4.3.5條要求框架柱地震傾覆彎矩百分比柱傾覆彎矩墻傾覆彎矩框架柱地震傾覆彎矩百分比X向地震221936.93336626.26.24%Y向地震354412.02320386.513.25%均小于50%所以框架柱的抗震等級(jí)應(yīng)按框架---剪力墻結(jié)構(gòu)中的框架考慮由以上計(jì)算結(jié)果來(lái)分析，結(jié)構(gòu)的剛度合理，其它均符合現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范的要求，說(shuō)明所選結(jié)構(gòu)體系及配置是合理的。六.哄建筑塵新技鋒術(shù)、陶新材瓦料采斑用1.樓蓋獨(dú)體系剪的合奪理選勞擇：版高層短公共串建筑抓體系案的混域凝土嘗樓蓋食結(jié)構(gòu)聰通常級(jí)的形移式為許梁板好和實(shí)疾心平爐板，伐目前稍業(yè)主群往往濃需要那大開字間、風(fēng)大柱華網(wǎng)和如大空戚間靈烈活隔綢墻，洞為了鵲多出調(diào)使用漿面積怎，將貓層高澤降低殺，以疑及便神于今啞后使咐用功筆能的頂變更銜等等啞，傳期統(tǒng)的醬梁板椅和實(shí)連心板幟結(jié)構(gòu)冤已不習(xí)能很篩好的啊適應(yīng)巡壽這種寨需求什，為拘了適烘應(yīng)這勿種要跡求，術(shù)近年榜來(lái)國(guó)漆家建益設(shè)部辛推廣捕的現(xiàn)劫澆鋼要筋混廚凝土是空心眨樓蓋積應(yīng)用枕技術(shù)說(shuō)填補(bǔ)需了傳睛統(tǒng)結(jié)殃構(gòu)不熱足，肺且整妙體的聚綜合味造價(jià)券有所想降低割。它填可在比傳通汪的建雁筑結(jié)例構(gòu)形裙式中判，將順空心暴薄壁懷圓管救（BD章F高強(qiáng)煎薄壁笨管）訓(xùn)埋入殖實(shí)心晨板內(nèi)襯，并盜按一慨定方籮向排未列、奴現(xiàn)場(chǎng)也澆注劑成型擊，使剪原實(shí)恥心平歡板變東成空熊心板騎。這悼樣以蘆來(lái)不堪僅減肢輕了嚷結(jié)構(gòu)鋤自重大，節(jié)暫省了求混凝做土用基量；賺同時(shí)碌也增間加了扭樓層粱剛度,有效噴防止跳樓板言裂縫弦的出記現(xiàn)，查由于頁(yè)樓蓋娃自重震減少繼，這垃樣以松來(lái)框氣架梁耕柱的擾斷面山及基謝礎(chǔ)就跟可相斯應(yīng)的狼減小啄，使傳有效衣空間明充分承利用勢(shì)；另優(yōu)外這抓種樓燙蓋的炒隔音券、隔做熱、溫保溫蝴性能嶼均優(yōu)猜于實(shí)膏心板槽；這且種結(jié)菌構(gòu)抗辨震性懷能良辭好，促由于續(xù)樓蓋劍自重標(biāo)降低勒，使停地震與力減雀小，挺這不靈僅對(duì)線基礎(chǔ)液設(shè)計(jì)資有利救，而酷且對(duì)霸結(jié)構(gòu)棚抗震即更為模有利韻，同除時(shí)也庫(kù)可降圓低工泉程造葉價(jià)，宗還可咱加快平施工腿進(jìn)度跑。因叼此本酒設(shè)計(jì)詢采用25牧0厚的張“BD會(huì)F”高喜強(qiáng)薄經(jīng)壁管佳現(xiàn)澆節(jié)鋼筋存混凝臣土空撐心樓跨蓋，另外聰作者蜘撰寫昨了《試論陜現(xiàn)澆贈(zèng)砼空顫心板詳在雙華向板政中的應(yīng)用販問(wèn)題并》一約文，顯將刊吵登在熔《建案筑結(jié)畏構(gòu)》泰（已威錄用蘇），讓主要非論述護(hù)了在次雙向宋板中防如何休布管夠?qū)Y(jié)牽構(gòu)受采力有客利等脈問(wèn)題目前街工程陷建設(shè)仔標(biāo)準(zhǔn)盛化協(xié)完會(huì)與呼工國(guó)逗建筑葡科學(xué)先研究枕院正聾在編假寫《房誠(chéng)現(xiàn)澆棉混凝詠土空閃心樓組蓋結(jié)凝構(gòu)技萄術(shù)規(guī)頁(yè)程》2)灘.超長(zhǎng)團(tuán)鋼筋驕混凝姜土不海設(shè)永俘久縫乓的構(gòu)仗造措埋施和要施工膽措施為了積今后誦業(yè)主鬼使用嚷方便斷，結(jié)霸合建津筑配穿置要更求：劉本建根筑物業(yè)不設(shè)齡永久闖伸縮佩縫，區(qū)采取束以下繩構(gòu)造甘措施漠和施手工措名施來(lái)胳減少戴溫度趴和混委凝土但收縮璃對(duì)結(jié)扭構(gòu)的顆影響a對(duì)頂紹層、扮底層抹、山輝墻和充縱墻冷端開旋間等姨溫度準(zhǔn)變化播影響限較大泳的部籮位提怪高配員筋率沿；b頂層浙加強(qiáng)岸保溫杏隔熱穩(wěn)措施僑；c每隔30憂m～40院m間距念留出兇施工工后澆批帶，子帶寬廟為80逗0m尼m～10裹00腎mm，鋼屈筋采倦用搭悅接接勺頭，蛛后澆廳帶混侍凝土扎宜在襲兩個(gè)款月后絲式澆灌倦；d采用慢收縮含小的吩水泥寨、減撥少水甲泥用燃量、牲在混黃凝土紙中加永入適漆量的霸外加犬劑；e提高叉每層最樓板吊的構(gòu)手造配畏筋率搜；f在頂距層屋甘面板振采用轉(zhuǎn)了現(xiàn)撿澆鋼鋼筋混牛凝土譽(yù)整體布梁板地體系潛，并凡輔以悼部分迅無(wú)粘航結(jié)預(yù)肢應(yīng)力肥筋，桑以有顫效地被控制迎溫度省應(yīng)力陸引起門的結(jié)轎構(gòu)裂伐縫的摘產(chǎn)生虜及發(fā)稼展。另外姨作者協(xié)撰寫驅(qū)了《試論土采用預(yù)應(yīng)院力筋槳解決纏超長(zhǎng)刪鋼筋州混凝孔土結(jié)黨構(gòu)》參一問(wèn)逆將刊冒登在詳《建喇筑結(jié)確構(gòu)》水（已綠錄用充），七.久特弄殊要顛求的殲結(jié)構(gòu)效處理1.按《級(jí)地下購(gòu)工程瞧防水桃技術(shù)水規(guī)范》（GB萌50中10飲8-今20問(wèn)01）要弓求工席程地請(qǐng)下防繩水級(jí)糟為二面級(jí)，狗設(shè)防趕要求房誠(chéng)必須腐為兩邁道，除其中窄有一蔽道為舌鋼筋吐混凝畢土結(jié)專構(gòu)自酒防水之；第誰(shuí)二道秤為建矮筑柔臥性防再水;2.為解鑄決地倒下結(jié)宏構(gòu)防毒水要廟求及梨大體紀(jì)積混宿凝土裁收縮詞問(wèn)題醬，需祝在地魄下結(jié)配構(gòu)混夏凝土塌中參趣入一胳定量蟲的外求加劑縮慧，以斃提高羽混凝赤土的低密實(shí)毯度和丙在混腐凝土卵中建似立了臺(tái)自應(yīng)怎力（鏡壓力帝），趁以抵普抗水接泥水罷化熱池及其播他因由素引煩起的磨收縮犬拉力;另外屬在基析礎(chǔ)長(zhǎng)違度每永隔30～40俊m留一腥道貫或通頂過(guò)板、男底板其及墻師板的島施工燈后澆稱帶，傅帶寬辨不小膽于80姨0m尊m，后聚澆帶柳處底建板及訓(xùn)外墻慮處采查用附蹤蝶加防旗水層放，后友澆帶諷混凝裹土在靈其兩莊側(cè)混冠凝土亦澆灌澆完畢景兩個(gè)蛛月后煤再用拐高一謙強(qiáng)度拖等級(jí)撈的混桂凝土允澆灌;3.高層取建筑阿與地偷下車途庫(kù)之取間不績(jī)?cè)O(shè)永逆久縫憶，采誓取以賭下技蘋術(shù)措獨(dú)施以迅減少盼高層伸與地言下車由庫(kù)間套沉降江差：a.適當(dāng)康擴(kuò)大埋高層刻基礎(chǔ)遞底面態(tài)積，出以減或少基怨底單擴(kuò)位面暫積上寒的壓噴力；芳盡可桌能減午少車缸庫(kù)基拍底面隙積，彼以加波大基痰底單路位面鋪積上襪的壓功力；b.在高緣瑞層與浙車庫(kù)則間設(shè)商置后黨澆帶奪，后闖澆帶焦宜設(shè)葵在車烈?guī)煲坏﹤?cè)，蛇后澆萄帶的霞澆灌累時(shí)間帳宜在偶高層蜘主體貨結(jié)構(gòu)奇完工勺以后;c結(jié)構(gòu)鉛設(shè)計(jì)滔必須溫驗(yàn)算帶高層刪與地戲下車膛庫(kù)間刃沉降沫差，哥并考橡慮兩磨者的石沉降中差對(duì)多結(jié)構(gòu)禽的不秒利影峰響，篩如加贈(zèng)強(qiáng)連暢接處屋梁板格的配說(shuō)筋等降；4.關(guān)于鉤鋼筋艙混凝選土大超跨度林板裂旱縫的秒預(yù)防微措施為了資預(yù)防倚大跨從度板恥塊裂仔縫的每發(fā)生狡，設(shè)緩計(jì)將憐在現(xiàn)每澆鋼循筋混吵凝土綱空心艘板中岡放置扁一些盒預(yù)應(yīng)幻玉力鋼斥筋代晚替普氏通鋼再筋，畏一