宁波华辰商务大厦结构设计

宁波华辰商务大厦结构设计

陈慧

（宁波市民用建筑设计研究院有限公司，浙江宁波315020）

摘要：宁波华辰商务大楼是一座非典型的框架－剪力墙结构形式的高层办公楼。基础采用钻孔灌注桩，主体结构整体计算采用SATWE软件（2008版），并采用midasGEN（v7.80版）校核，计算分析表明，结构的周期、位移以及承载力均满足规范要求。总结了结构设计中采取的构造措施，可供类似工程参考。

关键词：框架－剪力墙结构；变刚度调平设计；结构选型

前言

工程位于宁波市高新区Ⅲ-7-D1～D3地块，工程地上总建筑面积40900m2；地下2层，层高分别为3.8m、3.85m；地上23层，其中裙房3层，层高分别为5.1m、4.5m、4.5m；标准层层高3.8m；结构主屋面高度90.10m。各楼层功能分别为：地下二层为平战结合的人防地下室车库，人防等级为核6级甲级；地下一层为汽车库；地上一～三层为商业用房；四层及以上为办公用房。

本工程建筑结构安全等级为二级，设计使用年限50年，抗震设防烈度6度，设计基本地震加速度0.05g，地震分组为第一组，抗震设防分类为丙类，地基基础设计等级为甲级，场地类别Ⅳ类，建筑基本风压值为0.5KN/m2。

1地基与基础设计

根据地勘报告，拟建场地属于滨海淤积平原，为典型的软土地基，上部土层由淤泥质粘土、粘土等中高压缩性土层组成，承载力小。场地浅基础的天然地基条件差，地表粘土硬壳层具中偏高压缩性，力学强度一般，且存在高压缩性的淤泥下卧层，易引起建筑物的不均匀沉降。

所以本工程采用钻孔灌注桩。主楼采用整体桩筏（筏板厚2000），桩径Φ800，设计桩长57m左右，以8层砂土层作为桩持力层,单桩承载力特征值约3900KN；裙房采用柱下独立桩基承台形式，桩径Φ700，设计桩长57m左右，以8层砂土层作为桩持力层,单桩承载力特征值约3100KN。布桩采用变刚度调平设计，根据建筑沉降变形特征和桩顶反力分布情况，按荷载分布考虑相互作用，主楼桩筏位于框架柱和剪力墙下采取桩密布形式，其余位置根据筏板受力变形特点，斟酌稀疏布置桩，由PKPM工程部开发的JCCAD中的桩筏筏板有限元模块计算分析，该厚筏板抗冲切、剪切、抗弯均满足要求；独立地下室部分采用抗拔桩形式。整个工程布桩结束后，把CAD桩位图导入JCCAD进行沉降计算，计算结果显示桩基绝对沉降量小，最大沉降差不到1.5公分，满足基础变形设计要求。

2地下室结构设计

地下室埋深8.9m，符合高层规范12.1.8要求，地下室采用无缝设计，通过设置后沉降浇带、伸缩后浇带，以及适当增加配筋量并内掺微膨胀剂以防止由于混凝土收缩和温度应力引起的裂缝。并在设计选择材料和施工方面采取相应措施，加强裂缝控制。

本工程以地下室顶板作为上部楼层嵌固部位：由SATWE计算结果显示地下一层和地上一层层刚度比（按剪切刚度计算）满足规范要求；顶板厚度取200mm厚；顶板高差处用整根结构梁做掉，可以让水平力在此处传递，并对该梁加强配筋以抵抗应力集中的破坏；顶板尽量少开洞；地下室柱截面每侧的纵向钢筋面积，除满足计算要求外，实际每侧配筋面积≥上层该柱每侧配筋面积的1.1倍，地下室剪力墙的配筋面积不少于地上一层剪力墙的配筋。

消防车荷载严格按照消防车道布置，并考虑顶板覆土的扩散作用给予荷载一定的折减。

3上部结构设计

3.1结构选型

（1）结构平面分析：建筑平面由两个24.0×25.2m塔楼通过从上而下的中间连接体组成，按不设伸缩缝处理，采用后浇带。根据建筑平面交通核的布置，以及结构受力合理，经济可靠，确定本工程结构类型为框架－剪力墙结构。结构平面布置如图2所示：主要交通核处如电梯井、楼梯间、设备管道布置剪力墙，形成群剪力墙群，能提高较好的的抗侧刚度，另在平面角部布置L形剪力墙，约束住结构的扭转，大大增强了结构抗扭刚度。以上述大的布墙原则为前提，根据计算以及构造确定剪力墙厚度、长度、数量等，既要满足结构周期、位移要求，也要控制结构刚度，减小地震作用；同时在交通核内布置较薄的剪力墙，局部采用砌体填充墙，减小建筑自重的同时降低造价。

结构楼面均为现浇钢筋混凝土梁板体系，按照建筑房间布置分隔楼板，最大楼板板块约4.00×4.20m，板厚120mm，其余板厚100mm。剪力墙群处内由于楼电梯井、管井的设置而开洞面积较大，板厚取130mm，加强板的膜刚度。由于图2中阴影区域结构要协调两侧塔楼的变形协调，在构造上此区域以及两个塔楼各一跨板范围，厚度为150mm，确保此部分有足够的楼板刚度。

（2）结构竖向分析：建筑整体竖向无大悬挑（缩进）以及转换等变化，属于竖向规则结构。设计时柱墙时，在满足结构需要和建筑功能下，沿竖向合理地变断面和选择混凝土强度等级，使柱墙构件多数处于构造配筋。

3.2结构分析

本工程整体计算各控制参数结果如下：

3.2.1结构自震周期

4结语

（1）工程是一个带大底盘地下室的高层建筑，因此，必须根据这种结构和宁波市地基特点对结构基础进行细致有效的设计。

（2）工程高度较高，在结构选型和分析阶段进行正确的决策将对后期设计阶段起到事半功倍的效果。

（3）在建筑结构设计过程中，除对地基和主体结构的选型、计算进行重点分析外，结构的构造处理措施也是结构设计中解决问题的一个重要方式和环节。

参考文献：

[1]JGJ94-2008建筑桩基技术规范[S]

[2]JGJ3-2010高层建筑混凝土结构技术规程[S]