□ 刊发于《中外建筑》
2005年第4期
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某商住楼结构设计
陈作勤
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某商住楼结构设计
The structure design of a building
陈作勤
Chen Zuoqin
摘 要：本文简要介绍了新城E1-4工程的设计与计算过程，对本工程的基础设计，结构体系，计算分析及结构构造进行了阐述。
关键词：结构体系；框支剪力墙；转换层
Abstract: This paper is the summary of the design and calculation of the building of E1-4 in New Zone. It introduces the design of the foundation,structral type,calculation and the construction details of the building.
Key words:structral type，shearwalls surpported on frame，transfer storey
中图分类号：TU318
文献标识码：B
文章编号：1008-0422（2005）04-0029-02
1 工程概况
新城E1-4地块高层住宅是某集团投资兴建的花园式高级居住建筑，位于广州市新城市区内。工程占地面积5582m2，建筑面积47697m2，建筑主体为两幢楼高三十三层塔楼组成，为不带商业裙楼的联体纯住宅楼，建筑总高度97.8m。本工程首层平面最大尺寸66.22m×32.6m，首层架空，层高5 m，二层以上塔楼部分均为住宅，层高2.9m。设有两层地下室，地下室平面最大尺寸76.22m×42.6 m，地下一层层高3.4m，地下二层层高3.2m，其中地下二层为六级人防设计，地下一、二层平时均作为停车库和设备用房使用。
本工程自1998年7月开始方案设计，已于2001年通过竣工验收。
2 结构体系及截面设计
根据建筑功能要求和平面布置特点，本工程塔楼结构采用底部大空间剪力墙结构体系，建筑结构安全等级二级，二层以上采用以剪力墙为主的结构体系，利用电梯井道及楼梯间部位形成剪力墙核心筒，各套公寓的转角等部位布置短肢剪力墙。为了满足建筑的使用要求，在二层平面设置结构转换层，上部除核心筒部分及公寓少量部分墙肢落地外，其他墙肢由转换梁托换，以框支柱支承，与框支柱组成大框架，从而在转换层以下形成了大窨框支剪力墙，本工程转换层上、下刚度之比为：
g=1.87，小于《高规》中规定之限值2。
核心筒布置时，保证沿对称轴对称布置，使塔楼的刚度中心和质量中心基本重合。本工程地面以上两塔楼间设置420mm宽变形缝隔开，缝自地面贯通至顶层；地下室不设缝，各层板在该处连续，为抵抗温度收缩应力，考虑分段设置后浇带，为控制混凝土的裂缝，在较长段施工时采用分区设置后浇带，以解决混凝土前期收缩的问题。
本工程混凝土强度等级随层高的变化如表1所示。
为使施工时梁柱混凝土浇捣更为方便，混凝土强度等级仅随层高变化。
本工程主要受力构件截面尺寸如下：
1．竖面构件：核心筒剪力墙外壁首层以下650mm厚，首层（转换层）600mm，二层～十二层350mm，十三层～二十一层300mm，二十二层～三十三层300mm；核心筒剪力墙内壁除首层及首层以下300mm外，其余各层均为200mm厚；转换层以上各层短肢剪力墙（含异形柱）墙厚为：二至四层 300mm，五至十二层 300mm、250mm，十三至二十一层250mm、200mm，二十一层以上200mm。框支柱最大截面尺寸为1200mm 1500mm（1300 mm 1300mm），非塔楼柱尺寸主要为500mm 500mm，地下室塔楼柱最大截面尺寸为1300mm 1500mm（1400mm 1400mm）。
2．梁：住宅部分框架梁截面一般为250 500mm至200 500mm之间，地下室底板梁截面为300 700mm至450 900mm，框支梁截面600 900mm至1200 1800mm，标准层及以上楼层框架梁截面受建筑制约，最大梁截面250 600mm。
3．板：地下室底板300mm厚，人防层顶板250mm厚，首层板厚150mm，转换层板由于受力复杂，加强至 250mm，标准层及复式住宅各层除部分板跨度较大或受设备专业管道埋设制约加厚为150mm及120mm外，其余均为100mm。地下室侧壁厚300mm。
3 基础设计
根据地质部门提供的地质报告，工程场地土层依次为杂填土，耕作土，粉质粘土，白垩系上统大朗山基岩，中风化岩带埋深3.00至14.50m，层厚0.30至5.70m，微风化岩面埋深10.10至19.80m。考虑到场地及其附近区域未发现有断层或其它影响建筑物的不良地质现象，地质情况较好，综合广州地区基础工程的应用实际，采用当地应用较为普遍的人工挖孔桩，使基础工程较为经济合理。
人工挖孔桩计算采用广东省标准（DBJ15-3-91）嵌岩桩公式
及磨擦桩公式
计算，实际采用桩径为1.2m,1.5m,1.8m及2.0m，桩长为14至26m，扩大头尺寸1.8m,2.0m,2.2m及2.6m，桩端嵌入岩层均不少于0.5 m，桩身混凝土强度等级Ｃ30。
为节约基坑支护造价，本工程基坑开挖采用喷锚网支护及挡土桩加锚套形式支护，喷锚网支护时，混凝土壁厚100，强度等级Ｃ20，钢筋网f6@200 200，锚杆长度约4m，分三排设置。实际应用效果良好。
4 结构计算
本工程位于7度地震区，建筑场地类别为Ⅱ类，属中软场地土，基本风压取0.45kN/m2，修正系数1.30。采用中国建筑科学研究院编制的TBSA（5.0版），计算程序进行整体分析计算，并辅以PIEM进行平面前后处理工作，地震计算时在X、Y方向均取了六个震型，周期折减系数0.8 。计算结果如表2、表3、表4所示：
本工程填充墙砌体材料采用灰沙砂砖，容重19kN/m3。外墙及分户墙厚180mm，内隔墙90mm。由于墙体厚度的减薄有效地减小了梁的线荷载，从而使梁的配筋有效的减小，同时梁截面也有效地控制在建筑所要求的限高之内。
5 构造措施
为保证结构的安全，除了按照计算结果作为设计依据外，本工程还采取了以下构造措施：
5.1 对转换层上下楼层竖向构件的刚度比进行计算调整，合理地确定上部剪力墙的厚度及数量，以保证转换层上下刚度均匀，避免形成刚度突变。同时，加大转换层楼板厚度为200mm，以提高转换层的整体受力能力。
5.2 控制框支柱的轴压比在0.65以内，以保证框支柱的延性。对计算结果的梁、柱配筋进行适当的调整，力求做到构件传力直接合理，达到强柱弱梁、强节点弱构件的目的。
6 工程总结
高层建筑的结构选型应在满足使用要求的前提下，选择合理，经济的结构形式。
在满足使用要求的基础上，合理的采用新型墙材能够节省大量的钢筋和水泥，且使构件的截面尺寸有效的减小。
抗震设计应从概念上加以控制，在满足结构强度和位移变形的条件下应尽量减小结构刚度，以减少地震带来的影响。
采用喷锚网支护及挡土桩加锚套形式支护的方法能较好的控制基坑支护的造价，在地质条件许可的情况下合理地选择喷锚支护是高层建筑发展的趋势之一。
参考文献
[1] 中国建筑科学研究院建筑结构研究所:高层建筑转换层结构设计及工程实例，1993年3月.
[2] 钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程(JGJ3-91)
[3] 赵西安：钢筋混凝土高层建筑结构设计，中国建筑工业出版社，1992年3月.
[4] 建筑抗震设计规范（GBJ11-89）
作者单位：广州城建开发设计院有限公司
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