综合体建筑结构设计探讨

综合体建筑结构设计探讨

聂航

深圳市天华建筑设计有限公司

摘要：改革开放后我国经济得到了迅猛发展，商业综合体类公建项目大量涌现。本文主要结合工程实际，对综合体建筑结构设计要点进行探讨。

关键词：综合体建筑;结构设计;重点

近年来，随着城市的发展，城市综合体作为融合了商业零售、商务办公、酒店餐饮、公寓住宅、综合娱乐等五大核心功能于一体的“城中之城”，越来越受到人们的认可。但同时与之相应的建筑功能多，交通流线复杂，结构设计也面临诸多挑战，超高、超长、大跨、长悬挑、转换、错层等各种结构设计难度交织在一起。同时由于综合体项目普遍成本较高，如何在满足建筑功能和结构安全的前提下做出更经济、合理的结构设计，是需要结构工程师深入思考的问题，笔者结合自身实践，对某综合体项目进行了分析与总结。

1工程概况

该项目是一个涵盖高档住宅、写字楼、五星级酒店、一站式购物中心等多种物业形态的综合社区。商业主体四层，高度为25m，东南侧局为部五层，最高处高度为36.0m。其总用地面积为38037m2，总建筑面积为147865m2，其中地上商业面积76400m2，地下商业面积19853m2，地下车库、夹层自行车库及其它配套设备用房51612m2。抗震类别为非抗震设防类，主体结构设计使用年限50年，基本风压0.55kN/m2，地面粗糙度为B类，地基基础设计等级为甲级，桩基础设计等级为甲级。商业中心主体结构采用钢筋混凝土框架结构体系，楼盖采用普通钢筋混凝土楼盖，并由结构缝分为东区和西区两个分区。南北向长度约为116～130m，西区东西向长度约67m，东区东西向长度约110m。部分楼盖由于大空间，存在较多大跨度梁，跨度为19.7m～25.2m不等，中庭部分悬挑较多，跨度约为5.0～8.4m。

2地基基础

2．1工程地质

粉场地主要土层依次为①填土层厚0．40～2．80m、②－1粉质粘土层厚0.60～3.00m、②－2粘土层厚0.90～3.10m、③－1淤泥层厚19.80～24.30m、③－2粘土层厚6.60～27.90m、④－1质粘土层厚0.90～10.00m、④－2夹细砂层厚1.100～12.50m、④－3粉质粘土层厚1.80～9．40m、⑤－1粉质粘土层厚1.50～8.30m、⑤－2粉质粘土层厚0.90～9.30m、⑤－3细砂层厚0.70～4.80m、⑥－1粉质粘土层厚130～6.80m、⑥－2圆砾层厚10～16.5m。

2.2基础选型

根据场地工程地质情况来看，天然基础难以满足荷载要求，应采用桩基础方案。由于商业中心上部荷载较大（单柱最大荷载16000KN），故选择钻孔灌注桩，以⑥－2圆砾作桩端持力层，桩径选择φ700mm～1000mm，桩端进入持力层深度不宜小于2d（d为桩径），有效桩长约50～70米。场地上部有厚层淤泥、软塑状的粘土分布，工程力学性质差，易缩颈，须采取有效的护壁措施，保证孔壁的完整性，以确保桩身质量。为提高单桩承载力以减少建筑物沉降量，也可采用桩底后压浆施工工艺。采用桩底后注浆施工工艺，根据有关试验经验，注浆后单桩承载力比普通桩可提高20～30%，但由于⑥－2圆砾层内含承压水，水量较丰富，且影响桩端压力注浆效果的因素较多，诸如注浆工艺、桩径、桩长、注浆压力等，对于本工程，经综合考虑，后注浆效果不明显，故未采用后注浆。

3结构设计重点

3．1结构布置

本工程所用主要材料：基础混凝土C35，柱混凝土C45～C40，梁板混凝土C35～30;钢筋采用HＲB400。主要构件截面尺寸：混凝土柱为800×800及900×900，主梁为400x800，次梁300×700。3.2大跨度、大悬挑混凝土梁设计连廊、影剧院、溜冰场等空间梁跨度较大（20～25米左右），普通混凝土梁已很难满足要求，设计采用有粘结钢筋混凝土预应力梁，梁截面为600×1200～1400。中庭部分悬挑跨度5.0米～8.4米，对于5米左右的悬挑梁，采用普通混凝土梁，但悬挑梁根部采用竖向加腋，加腋的长度与高度需与建筑及设备专业协调，以不影响建筑的空间。跨度超过5米的梁，根据实际受力的大小，采用预应力混凝土悬挑梁，以保证受力的可靠性。预应力梁的计算采用YJK软件的预应力模块，混凝土强度等级为C40，在满足承载力要求的前提下，控制预应力梁的裂缝宽度小于0.2mm，挠度小于1/300。同时满足预应力度不大于0.75及换算配钢筋率不大于2.5%。预应力钢筋采用Φs15.2高强低松弛钢绞线。对大跨度框架梁采用四段抛物线型（图1），悬挑梁采用二段抛物线（图2）。

图1预应力混凝土框架梁图2预应力混凝土悬挑梁

3．3超长结构分析

本工程由结构缝分为东西两区，但东西两区均平面尺寸均远超规范不设伸缩缝的限值，属于超长结构。针对本工程超长的特点，结构设计采取如下措施：（1）进行温度应力分析。取最高温度36度，最低温度－2度，合拢温度为15～25度，则最大温升21度，最大温降－27度。并根据温度应力分析结果进行了楼板的配筋设计，同时适当的加大楼板的配筋率，采用小直径，密间距的配筋方式;（2）设置伸缩后浇带。每间隔30～40m设置一道伸缩后浇带，后浇带宽度800mm，封闭时间不小于60天;（3）制定严格的施工措施。如采用低水化热水泥;严格控制原材料质量，特别是粗、细骨料含泥量应分别控制在1%及3%以下;明确施工单位加强混凝土浇筑振捣控制，提高混凝土的浇筑质量，并加强混凝土的养护。

3．4弱连接结构设计

由于建筑使用功能要求，中庭南北两侧仅能通过连廊进行连接，造成楼板不连续，严重削弱了楼板平面内的刚度，影响水平力的传递，设计采取了如下措施：（1）对连廊部分楼板加厚至150，并采用双层双向配筋，同时加强洞口周边梁柱的配筋;（2）中庭南北两侧结构由于建筑功能要求不能断开，但实际两侧结构又相对独立。

3．5其他结构措施

本工程还存在局部斜柱、跃层柱等，设计时，对于斜柱，采取了箍筋加密、增大配筋率等措施加强其抗剪、抗弯能力，同时对于斜柱顶、底处的楼板与梁，根据其实际受到轴拉力的影响，加强相关楼板和梁的配筋。对于跃层柱，在保证其计算长度系数与实际相符的情况下，构造上也适当予以加强。

4结束语

本工程建筑体量较大，结构较为复杂，存在较多大跨度、大悬挑构件，同时结构长度超过规范限值较多，但通过合理的计算分析，对一些难点问题提出了解决办法，使结构既能满足规范的各项要求，又能够达到经济合理的目的。

参考文献：

［1］朱炳寅．建筑结构设计问题及分析［M］．北京：中国建筑工业出版社，2009．

［2］GB5007－2011建筑地基基础设计规范［S］．北京：中国建筑工业出版社，2010．

［3］06SG429后张预应力混凝土结构施工图表示方法及构造详图［S］．北京：中国计划出版社，2006．

［4］GB50009－2012建筑结构荷载规范［S］．北京：中国建筑工业出版社，2012．

［5］GB50010－2010混凝土结构设计规范［S］．北京：中国建筑工业出版社，2011