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摘要：介紹西京醫(yī)院安居工程大底盤(pán)雙塔、超長(zhǎng)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)分析，提出設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)，論證設(shè)計(jì)的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)。...

第四軍醫(yī)大學(xué)西京醫(yī)院安居工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

唐旭陽(yáng)

(中國(guó)建筑西北設(shè)計(jì)研究院710003  西安)

1、工程概況

    本工程位于西安市長(zhǎng)樂(lè)西17號(hào)，西京醫(yī)院院內(nèi)。地下l層，地上30層，突出屋面2層，高94米。底部平面尺寸為91.5x39.7米。總建筑面積56958平方米。地上l～3層為商業(yè)用房，4~30層(雙塔部分)為智能化住宅，地下室為設(shè)備用房及平時(shí)兼車(chē)庫(kù)的六級(jí)人防地下室。

    結(jié)構(gòu)形式為一大底盤(pán)雙塔以剪力墻結(jié)構(gòu)為主的框架一剪力墻結(jié)構(gòu)，抗震設(shè)防烈度八度，建筑場(chǎng)地類(lèi)別Ⅲ類(lèi)，按西安市抗震區(qū)劃截面驗(yàn)算位于Al區(qū)(am2x0.15，Tg=0.45)。剪力墻、框架抗震等級(jí)均為一級(jí)，基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土灌注樁基礎(chǔ)。

    工程于2001年2月28日封頂，2001年6月8日外墻面磚及室內(nèi)隔墻砌筑粉刷完畢。

2、設(shè)計(jì)特點(diǎn)、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、優(yōu)缺點(diǎn)

    大底盤(pán)雙塔結(jié)構(gòu)這一復(fù)雜的高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)計(jì)算同時(shí)采用了兩個(gè)不同的力學(xué)模型的結(jié)構(gòu)分析軟件，考慮雙塔結(jié)構(gòu)每個(gè)振型都有兩種表現(xiàn)形式，應(yīng)取足夠振型，本工程取30個(gè)振型。結(jié)構(gòu)構(gòu)造方面，確保大底盤(pán)能帶動(dòng)上部雙塔共同振動(dòng)，充分加強(qiáng)了裙房屋面剛度，同時(shí)加強(qiáng)該層上下兩層樓面的剛度及連結(jié)裙房的雙塔墻體在底部三層的配筋。該工程結(jié)構(gòu)雖然設(shè)計(jì)于l999年11月，但這些計(jì)算考慮、構(gòu)造措施也已滿(mǎn)足了新高規(guī)-JGJ3-2002的要求。

    30層主樓和3層裙房之間為整體基礎(chǔ)，未設(shè)沉降縫，很好地滿(mǎn)足了地下室一個(gè)人防單元不允許設(shè)縫和建筑地下室防水的要求。通過(guò)以下措施解決了主樓與裙房間的沉降差異對(duì)結(jié)構(gòu)的不利影響：①主樓和裙房采用不同樁徑不同樁長(zhǎng)；②加強(qiáng)裙房與主樓之間的連接剛度；③設(shè)置沉降后澆帶。封頂至今基礎(chǔ)沉降已穩(wěn)定且完全小于規(guī)范允許值。主樓l6.2～23.5mm，裙房沉降量l4.4~16.0mm。

    主樓試樁采用φ800、45米長(zhǎng)的樁，通過(guò)試樁在保證單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值7200KN不變的情況下，工程樁縮短了7米，僅此一項(xiàng)節(jié)約投資85.54萬(wàn)元。    結(jié)構(gòu)底部長(zhǎng)度91.5米屬超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)上結(jié)構(gòu)長(zhǎng)向主樓與裙房之間未設(shè)抗震伸縮縫，竣工至今基礎(chǔ)底板、外墻、梁板均未出現(xiàn)任何裂縫及漏滲水現(xiàn)象，地下水位-6.0米左右，基礎(chǔ)埋深-8.2米，說(shuō)明本工程超長(zhǎng)設(shè)計(jì)是成功的，主要設(shè)計(jì)措施為：①后澆帶；②微膨脹劑；③長(zhǎng)向梁板配筋率不小于O.6％。

    本工程土建安裝造價(jià)102，716，326.51元，每平方米造價(jià)1，803.37元。由于本工程為一智能化建筑，遠(yuǎn)程抄表、電話(huà)網(wǎng)絡(luò)、可視對(duì)講齊全，每棟三部電梯。這一造價(jià)在本地區(qū)實(shí)不屬高，建設(shè)單位對(duì)樁基和上部設(shè)計(jì)相當(dāng)滿(mǎn)意，該工程已被蘭州軍區(qū)質(zhì)監(jiān)站按優(yōu)良工程驗(yàn)收。

3、設(shè)計(jì)特點(diǎn)說(shuō)明及計(jì)算分析

    本工程結(jié)構(gòu)分析同時(shí)采用墻元有限元程序 SATWE和空間桿一薄壁桿系TAT兩個(gè)不同力學(xué)模型軟件進(jìn)行了計(jì)算分析。時(shí)程分析地震波選用一條人工波AAl3.DAT(市抗震辦提供)，兩條實(shí)測(cè)波ELL-3、 KAA-3。時(shí)程分析計(jì)算結(jié)果的位移、地震力均小于振型分解法的結(jié)果。主要的結(jié)構(gòu)斷面尺寸，墻厚：地下室~3層350、4-14層300、15層以上250，板厚：底層250(人防)、200(非人防)，2~3層140，裙房屋面160，四層l30，標(biāo)準(zhǔn)層l00，大屋面l50，砼等級(jí)C40～C30。

主要計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表：

    上述計(jì)算結(jié)果均滿(mǎn)足規(guī)范要求且在正常范圍之內(nèi)。超筋僅為少數(shù)連梁超筋。說(shuō)明結(jié)構(gòu)斷面尺寸合理，2000年元月已通過(guò)西安市的抗震設(shè)計(jì)審查。

    本工程主樓與裙房的樁基設(shè)計(jì)，考慮到裙房沉降小，故設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)裙房樁的承載力放大20％，裙房樁徑φ600，有效樁長(zhǎng)30米，單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值2050KN，設(shè)計(jì)取l.2x2050KN。為消除施工期間兩者的沉降差異，在主樓與裙房之間設(shè)兩條800寬沉降后澆帶，待主樓封頂且沉降穩(wěn)定后再用微膨脹砼封閉后澆帶。考慮長(zhǎng)期荷載的作用，也會(huì)產(chǎn)生一部分沉降差異，為此加強(qiáng)了主樓與裙房在基礎(chǔ)及底層的連接剛度，這兩層處裙房的梁高、板厚與主樓相同，適當(dāng)提高長(zhǎng)向配筋率。基礎(chǔ)筏板厚700，每層最小配筋率0．271％，這些措施以求抵抗長(zhǎng)期荷載作用下產(chǎn)生的沉降差異。

    考慮到雙塔超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，為保證大底盤(pán)帶動(dòng)上部雙塔共同振動(dòng)，裙房屋面板厚l60，雙向雙層配筋，長(zhǎng)向單層配筋率不小于0．35％，該層長(zhǎng)向梁縱筋力求拉通，腰筋不小于4φ18，對(duì)二、三層板厚取140，長(zhǎng)向配筋率每層不小于0.3％，長(zhǎng)向梁要求同裙房屋面。同時(shí)考慮到超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，地下室外墻長(zhǎng)向水平配筋率每層不小于0.3％，地下室頂板長(zhǎng)向每層配筋率不小于O.3％，增加底部三層兩端墻體配筋率，這些措施以求抵抗長(zhǎng)期溫度應(yīng)力的作用。增設(shè)后澆帶以求消除砼澆搗時(shí)產(chǎn)生的收縮應(yīng)力。通過(guò)增加屋面保溫層厚度以求減小溫度應(yīng)力作用，以上這些措施均為保證超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)不致出現(xiàn)裂縫，起到了良好的效果。

依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)及參考文獻(xiàn)：

[1]行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3—2002。

[2]《大底盤(pán)上雙塔和連體高層建筑的振動(dòng)分析》——建筑結(jié)構(gòu)l999年4期。

(本文來(lái)源：陜西省土木建筑學(xué)會(huì)  文徑網(wǎng)絡(luò)：文徑 尹維維 編輯  劉真 審核)

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