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摘要：滆湖服務(wù)區(qū)綜合樓是一座建筑造型復(fù)雜、功能多樣的雙塔高層建筑。文章介紹了高層柱基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、主體結(jié)構(gòu)方案確定和計(jì)算分析、預(yù)應(yīng)力跨線大粱設(shè)計(jì)等問題。...

滆湖服務(wù)區(qū)綜合樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

劉海鑫　昊佳禎

江蘇省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司　江蘇南京210005

1、工程概況

    滆湖服務(wù)區(qū)綜合樓位于寧常高速公路一滆湖服務(wù)區(qū)內(nèi)，是一座建筑造型復(fù)雜、功能多樣的雙塔高層建筑。該建筑造型獨(dú)特。是寧常高速公路上的標(biāo)志性建筑之一，建筑效果如圖1所示。綜合樓由兩側(cè)塔樓和連接兩側(cè)塔樓的跨線樓組成，建筑總長134.4m，地下1層地上9層跨線部分2層，建筑總高52.0m，總建筑面積l0800m2。

2、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

    根據(jù)江蘇常州地質(zhì)工程勘察院提供的寧常高速公路一滆湖服務(wù)區(qū)《巖土工程勘察報(bào)告》，場地地貌類型屬?zèng)_積平原，場地位于圍湖區(qū)，地形低洼。根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》判別為不液化土層，場地類別屬IⅡ類建筑場地。地下水及其土對混凝土和鋼筋混凝土中的鋼筋無腐蝕性，對鋼結(jié)構(gòu)具有弱腐蝕性。

    經(jīng)過充分的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，為滿足承載力要求，減少基礎(chǔ)沉降，兼顧工期需要決定采用樁基方案。根據(jù)該工程地區(qū)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)采用預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁PHC一600，樁端持力層為5-2層粘土層，單樁豎向承載力特征值為Ra=2400 kPa。考慮到3—2層為中密的粉砂夾粉土層，管樁較難穿越，樁端采用穿透力較強(qiáng)的C型樁尖。

3、結(jié)構(gòu)方案

    理想的結(jié)構(gòu)體系應(yīng)該是結(jié)構(gòu)受力明確，傳力合理，自重輕．具有合適的剛度和一定的延性。本工程建筑造型復(fù)雜、功能多樣，為保證建筑的良好造型，滿足綜合樓功能多樣的要求，經(jīng)比較分析最后采用受力明確，空間分隔靈活且較為經(jīng)濟(jì)的框架結(jié)構(gòu)。建筑總高度52m滿足《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011—2001)對于7度抗震設(shè)防區(qū)框架結(jié)構(gòu)最大高度55m的要求。

    本工程處于7度抗震設(shè)防區(qū)，建筑平面呈細(xì)長型(寬22.8m長134.4m)。建筑立面高低錯(cuò)落，對結(jié)構(gòu)抗震極為不利。建筑總長1344m遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010—2002)有關(guān)現(xiàn)澆混凝土框架結(jié)構(gòu)伸縮縫最大間距55 m的規(guī)定，溫度變化對結(jié)構(gòu)內(nèi)力影響較大。考慮到上述問題設(shè)計(jì)過程中在跨線樓與兩側(cè)塔樓連接處分別設(shè)置300mm寬抗震縫一道，合理地將高低錯(cuò)落不規(guī)則的多塔高層結(jié)構(gòu)分成多個(gè)獨(dú)立規(guī)則的結(jié)構(gòu)單元，結(jié)構(gòu)的抗震性能大為改善：另外設(shè)縫后各獨(dú)立結(jié)構(gòu)單位的長度均控制在55m以內(nèi)。塔樓與裙樓之間設(shè)后澆帶一道，有效地防止塔樓與裙樓的不均勻沉降，又避免過多設(shè)縫帶來的建筑構(gòu)造復(fù)雜和造價(jià)增加問題。跨線樓3.3m+24.3m+24.3m+3.3m跨線轉(zhuǎn)換大梁采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，有效減少結(jié)構(gòu)自重和梁高，既滿足結(jié)構(gòu)承載力要求，又符合梁下通車凈空的要求。

4、結(jié)構(gòu)計(jì)算及分析

    本工程設(shè)計(jì)使用年限50年，結(jié)構(gòu)的安全等級為2級，地面粗糙度為A類，基本風(fēng)壓Wo=0.45 kN/m2，基本雪壓 So=0.加kN/m2，抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.10 K，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，建筑抗震設(shè)防類別為丙類，建筑場地類別為Ⅲ類，TB=0.45s，結(jié)構(gòu)阻尼系數(shù)取0.05。樓屋面活荷載取值按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范)(GB50009—2001)執(zhí)行，設(shè)備荷載由業(yè)主提供。

    抗震縫的設(shè)置工程分為3個(gè)部分，每個(gè)部分作為一個(gè)獨(dú)立的結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算。工程結(jié)構(gòu)整體計(jì)算采用中國建筑科學(xué)研究院的高層建筑結(jié)構(gòu)空間有限元分析與設(shè)計(jì)軟件，按振型分解反應(yīng)譜法進(jìn)行抗震計(jì)算。裙房平面建筑設(shè)計(jì)大面積共享空間，接開洞周圍彈性樓板，考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)計(jì)算，預(yù)應(yīng)力跨線轉(zhuǎn)換大粱的設(shè)計(jì)以SATWE程序的整體計(jì)算結(jié)果為依據(jù)，粱抗裂計(jì)算采用PREC程序進(jìn)行。

以扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期T與平動(dòng)為主的第一自振周期 T之比為0.733小于規(guī)范限值0.9，最大彈性位移角l/746小于規(guī)范限值l/550。各單元平面扭轉(zhuǎn)規(guī)則，豎向剮度變化均勻，各項(xiàng)指標(biāo)均能滿足規(guī)范要求，工程結(jié)構(gòu)具有較好的安全性能和適用性能。

5、結(jié)語

    對于造型復(fù)雜、功能多樣的工程結(jié)構(gòu)，采用多方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較十分必要，在保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全合理的前提下，滿足建筑功能及建筑造型的要求，井兼顧施工技術(shù)和工期的要求。

    為保證計(jì)算結(jié)果的合理性和有效性，應(yīng)對所選用的結(jié)構(gòu)分析程序的編制原理和假定有比較透徹的了解，對設(shè)計(jì)參數(shù)的確定要慎重。

    目前工程主體已施工完畢，各項(xiàng)工作進(jìn)展順利。工程較好地解決了建筑造型復(fù)雜及建筑功能多樣所帶來的結(jié)構(gòu)問題。

參考方獻(xiàn)

【1】GB50010—2002混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范【s】．北京：中國建筑工業(yè)出版社,2002．

【2】GB50011-2001建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[s】．北京：中國建筑工業(yè)出版社,2001．

【2】JGJ3-2002高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程【s】北京：中國建筑工業(yè)出版社．2002

【4】包世華，新編高層建筑結(jié)構(gòu)【M】．2版北京：中國水利水電拙版社，2005．

(本文來源：陜西省土木建筑學(xué)會(huì)  文徑網(wǎng)絡(luò)：溫紅娟  劉紅娟  尹維維 編輯 文徑 審核)

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