商业综合体结构设计实例应用探讨刘敬瑜

商业综合体结构设计实例应用探讨刘敬瑜

刘敬瑜

珠海市建筑设计院（总院）广东省珠海市519000

摘要：本文结合笔者从事建筑结构设计的实践经验，通过对商业综合体结构设计实例的分析与总结，简要介绍设计过程中荷载效应取值、结构方案选择、特殊部位处理等建筑结构设计要点。

关键词：商业综合体；高层建筑抗震设计；无梁楼盖；结构设计软件

一、工程概况：

蓝天金地花园小区位于中山市黄圃镇，紧邻健业路与新丰北路。为中山市黄圃镇黄金地段，地理位置优越。项目总建筑面积约60万㎡，其中12#楼建筑面积51029㎡，1-5层裙房为综合商业，面积18401.67㎡，6-25层为住宅，面积21103㎡，地下车库2层，面积11524㎡。底板面标高-8.30m，裙房屋面标高为23.00m，塔楼屋面标高为89.90m。

裙房长约80m，宽约70m，塔楼长60m，宽约20m。工程结构安全等级二级，地基基础设计等级乙级，设计使用年限50年，抗震设防烈度7度，抗震设防类别皆为标准设防类，设计地震分组第一组，设计基本加速度0.10g，场地土类型为中软土，建筑场地类别为Ⅱ类。地面粗糙度类别C类，基本风压W0=0.65KN/㎡。抗震等级：塔楼采用剪力墙结构，嵌固端为地下室底板，抗震等级皆为二级，裙房及地下室采用框架剪力墙结构，框架及剪力墙抗震等级为二级，局部大跨度梁及相关框架柱抗震等级为一级。

二、设计要点：

1．地基基础

1.1地质条件：

根据《蓝天金地花园工程地质勘察报告》，在勘探孔控制深度范围内，场地地层按成因类型自上而下分为人工填土层，第四系全新统海陆交互相沉积层，第四系全新统陆相冲洪积层，第四系上更新统残积土层及燕山三期侵入花岗岩风化带等。场地环境类型为Ⅱ类，拟建场地地下水对砼结构无腐蚀、对钢筋混凝土结构中的钢筋结构具弱腐蚀。地基砂土无液化、软土无震陷。抗浮设防水位取室外场地完成面标高。

1.2基础设计：

塔楼采用桩型为PHC-AB500，持力层为强风化花岗岩层，竖向承载力特征值为2300kN。塔楼以外裙房及地下室采用桩型为PHC-AB400及PHC-AB500，其中Ф400桩竖向抗压承载力特征值为1200kN，抗拔承载力特征值为200kN；Ф500桩竖向抗压承载力特征值为2300kN，抗拔承载力特征值为330kN。常规承台厚度1.0m~1.3m，部分塔楼下联合承台厚度为1.5m~1.8m，并根据沉降及差异沉降的相关要求进行复核验算。

2．地下室

2.1底板设计：

地下室使用功能为车库、机房、泵房及消防水池等。底板采用桩承台+防水板结构形式，按有限元方式计算，考虑上部荷载及防水板范围内荷载整体计算分析。板厚600mm，板面钢筋采取通长筋及局部附加通长筋的方式，底筋采取通长筋及承台周边附加钢筋的配筋方式。需注意防水板的冲切PKPM无法计算，可采用手算复核，当承台周边板带较不规则时可采用YJK等有限元计算软件复核。

2.2负一层、顶板设计：

地下室柱跨为7.2m×8.0m~8.0m×8.6m，综合施工难度、工期及经济性等因素考虑，比选无梁楼盖、单向次梁、井字梁、大板等结构形式后，采用大板结构形式，当建筑与设备专业对净高有要求处，采用主梁加腋的结构形式。板厚选取180~250mm，梁截面为300×600mm~350×700mm。荷载录入时，针对不同的使用功能，区分开不同的活荷载类别及相关组合值系数等。消防车荷载考虑覆土厚度的折减，对于首层中庭及吊挂较密集的区域预留足够的荷载。仓库、冷库、冷冻机房活荷载10kN/㎡，卸货区15～20kN/㎡。

3．裙房

裙房综合商业含中庭、商业、超市、餐饮、影院等不同使用功能。普通活荷载3.5kN/㎡，餐饮活荷载4.0kN/㎡。因设计阶段餐饮铺位置未确定，普通商业也存在后期改变隔断布置的可能性，需对荷载布置范围及大小充分预留。经与甲方协调后为安全起见，将上述荷载各提高0.5kN/㎡。采用大板结构形式，中庭扶梯大悬挑处采用井字梁实现二次悬挑。板厚180~250mm，梁截面为300×600mm~350×700mm，影院顶20m大跨度梁截面为400×1000并设置为有粘结预应力梁。

地下室、侧墙、裙房、塔楼沿结构超长的方向，每30~40m设置一道800mm宽后浇带，后浇带处底板及侧墙处采用附加防水层，后浇带混凝土在其两侧混凝土浇灌完毕两个月后再用高一强度等级的混凝土浇灌。除设置施工后浇带外，大板结构形式沿超长方向，其板面设置构造温度钢筋与负筋搭接。角板及中庭开大洞周边板，板钢筋双层双向通长布置，最小配筋率按0.3%。

4．塔楼

结构前三振型振动简图：

注：不规则项小于3项判定为非超限高层，以上复核参《广东省超限高层建筑工程抗震设防专项审查实施细则》（粤建市函〔2011〕580号）

结构构件布置原则：增加塔楼周边竖向构件刚度，以加强结构抗扭刚度，控制塔楼考虑偶然偏心的扭转位移比为≤1.1，同时在裙房的楼梯、电梯处设置部分剪力墙，以减小塔楼偏置的不利影响。竖向构件的混凝土强度等级从底部的C45递减到顶层的C30，墙厚度自下而上由400mm递减为200mm，具体根据梯井净宽、轴压比、墙体稳定性等因素确定。部分轴压比不满足要求的框架柱，可沿柱全高采用Φ12@100井字复合箍的构造措施处理。除按相关规范规定及地方通病防治措施加强结构设计外，尚考虑了裙房顶部的实际嵌固作用对结构进行加强。拟采取裙房顶上一层塔楼的剪力墙边缘构件箍筋全高加密，提高剪力墙边缘构件纵筋配筋率(在规范最小配筋率基础上提高15％），提高剪力墙水平及竖向的配筋率(在规范最小配筋率基础上提高10％）的措施。

三、结语：

商业综合体建筑功能复杂、业态繁多，为结构设计带来诸多难点。结构设计除考虑结构安全和经济外，还需认真关注各个业态功能要求，保障建筑品质。本文结合某商业综合体结构设计实例，简述结构设计要点并提出了可行的设计思路，总结了本工程结构设计所采取的成功经验，可作为类似工程的指导参考。

参考文献

[1]《建筑抗震设计规范》GB50011-2010中国建筑工业出版社2010北京出版.

[2]《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010中国建筑工业出版社2010北京出版.

[3]朱炳寅．《建筑抗震设计规范应用与分析GB50011-2010》．中国建筑工业出版社2011北京出版.

作者简介

刘敬瑜（1984-04），男，汉族，广东电白人，本科，建筑结构设计。