東莞某小區塔樓結構設計

楊璧毓

摘 要：文章對東莞某小區塔樓的結構設計進行了梳理和總結，包括上部塔樓、地下室等設計內容。在滿足規范要求的各項性能指標同時，結構平面布置簡潔、豎向傳力直接，具有充分的承載能力、剛度和延性。

關鍵詞：結構設計；基礎；超長地下室；塔樓

1 工程概況

本工程位于東莞市地位于東常平鎮；周邊環境：。總用地面積：19855.9平方米；容積率2.5。

本項目建筑物為1#樓、2#樓、3#樓三棟住宅樓、6#商住樓（由6-1#樓與6-2#樓組成）四棟商住樓，層數24～26層、塔樓高79m，設1層地下室，地下室底板埋深約5.4m；4#樓、5#樓、7#樓三棟商業樓，2～3層。

本工程結構的設計使用年限為50年，結構安全等級為二級，結構重要性系數γo=1.0。抗震設防類別為標準設防類，抗震設防烈度為6度。設計地震分組為第一組，場地類別為Ⅱ類。設計基本地震加速度值為0.05g，多遇地震水平地震影響系數最大值為0.08，反應譜特征周期Tg=0.35秒，阻尼比為0.05。基本風壓值為0.55kN/m2（n=50），承載力放大系數為1.1。地面粗糙度類別為B類。

2 結構體系

剪力墻結構體系剛度大，容易滿足小震及風荷載作用下高層建筑結構的位移角剛度指標。地震作用下剪力墻變形小，破壞程度低，可以設計成延性剪力墻。結合剪力墻優點及考慮到住戶建筑使用效果，1#、2#、3#及6#住宅樓、商住樓均采用剪力墻結構。

4#、5#及7#商業樓為多層，考慮結構經濟型，均采用框架結構，主要功能為商業、停車庫及設備用房。

3 結構布置

現以3#住宅樓為例進行分析。如圖1所示。在滿足結構豎向及水平承重條件下，剪力墻多布置在住宅建筑分戶隔墻上，以便滿足對后期住戶使用裝修要求。除布置剪力墻核心筒外，剪力墻多布置于結構四周，以增強結構抗扭性能。同時滿足剪力墻軸壓比要求，本工程5層以下剪力墻墻厚為300mm厚，其余樓層為200mm厚。

梁截面主要采用200×600、200×500、250×500等，盡量減少梁高以增加住宅室內凈高。

本工程梁板跨度為2.5m～6m左右。樓板除特別需要外（設備機房層）均為構造配筋。建筑為考慮立面及采光效果，在結構角部設置角窗，對結構整體不利，角部無豎向構件約束，僅靠懸挑梁提供的弱約束，對結構的整體抗扭性不利，為加強約束，在角窗位置樓板加厚成150mm，樓板取雙層雙向拉通，另在角部設置樓板高暗梁約束，加強樓板的整體性及牢固性。

4 計算分析

本工程采用PKPM中的satwe軟件，1～5層定義為底部加強層，考慮5%偶然偏心及雙向地震，水平地震影響系數取0.08，風荷載體形系數取1.4，連梁剛度折減系數取0.06。

4.1 嵌固端選擇分析。嵌固部位關系到結構計算模型與實際受力狀態之間的符合程度，涉及到構件內力和位移計算，高層建筑一般選擇地下室頂板為上部結構的嵌固部位。規程第5.3.7條明確規定“當地下室頂板作為上不結構嵌固部位時，地下室結構的側向剛度不應小于相鄰上部結構樓層側向剛度的兩倍”。本工程先按嵌固端在地下室頂板進行計算分析，從計算輸出結構可知X向2.44，Y向為2.05，均能滿足規范要求，因此嵌固端選擇在地下室頂板處是合理的。

4.2 最大層間位移角和層間位移比。本工程為剪力墻結構的高層建筑，在正常使用條件下，結構應具有足夠的剛度，來滿足結構的承載力、穩定和使用要求，這就要對結構的位移進行控制，不超過廣東省高規規定的限值。實際的計算結果如下：X方向最大層間位移角為1/972，本工程最大位移與層平均位移的比值為1.11；最大層間位移與平均層間位移的比值為1.48；Y方向最大層間位移角為1/1518，最大位移與層平均位移的比值為1.18，最大層間位移與平均層間位移的比值為1.30。雖然滿足《規范》第3.4.3條要求，但超過規則扭轉1.2倍的限值，表明本工程存在平面扭轉不規則性。

4.3 剪重比。滿足《規范》第5.2.5條強制性條文的規定。

5 地下室結構布置

地下室只有一層，功能為停車庫及設備用房，結構形式為框架。地下一層為底板（防水板），底板厚取為400mm。地下室柱網為8.1m×8.1m，因地下室頂板考慮施工堆載和園林覆土，荷載較大綜合結構安全及經濟性，采用井字梁板體系布置。

地下室相關構件截面及混凝土強度等級分別為：首層梁截面主要為300×700、250×800、600×900；框柱截面主要為600×600、700×700；側壁厚為300mm。首層結構梁板的砼強度等級為C30；框架柱（塔樓墻柱除外）砼強度等級為C30，天然擴展基礎、樁承臺、底板、地梁混凝土強度等級為C30，抗滲等級P8。

本項目地下室超長（長度約為150m）且不設縫，裂縫控制是重點。通過采取相關措施解決超長混凝土的溫度和收縮問題：（1）設置后澆帶，間距控制在40～45m，帶寬800mm；（2）底板和地下室頂板采用通長筋加附加筋的配筋方式；（3）混凝土適量添加粉煤灰，并采用60天齡期作為地下室砼強度的設計等級，降低水灰比，嚴格控制砂石骨料的含泥量；（4）控制混凝土的水化熱，施工前計算水化熱所產生的溫度差，并采取可靠措施將施工階段混凝土的內外溫差控制在25C以下；（5）大面積混凝土建議采用分塊跳倉澆筑，以減少施工期間的溫度收縮應力，較厚構件則應分層澆筑；（6）拆模后及時對混凝土進行保護，避免混凝土長期日曬雨淋。

6 結語

由于建筑使用功能的要求，使得本工程剪力墻布置有一定局限性，存在平面扭轉不規則現象。所以結構設計中對結構選型、構件布置進行了優化和調整，對可能出現的薄弱部位采取了加強措施，在滿足規范要求的各項性能指標的同時，做到平面布置簡潔、豎向傳力直接。結構具有充分的承載能力、剛度和延性。

參考文獻

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