關于某居民活動中心結構設計案例分析

摘 要 公共建筑是當代社會發展完善中必不可少的條件，隨著居民生活條件不斷改善，城市服務配套更新換代，居民活動中心應運而生，設計中單體平面復雜，各專業綜合要求較高。本文中某居民活動中心內配套增設配電房，商業門面，地下車庫等綜合設計，詳細闡述了結構設計要點，通過實例的分析計算、構造措施等方面進行了探討，并給出成功的工程設計實例。在此，筆者擬與廣大設計人員共同探討設計心得與應用。

關鍵詞 活動中心;結構設計;案例分析

1某居民活動中心工程概況

某高層住宅小區位于某市，其中配套居民活動中心，該項目由17棟高層及幼兒園，居民活動中心及地下車庫等構成，抗震設防烈度為7度，抗浮水位為室外地坪下1米，為抗震一般地段。

本文主要分析該小區居民活動中心（框架結構位于地下車庫內部）結構設計分析過程，內部配套復雜，配合各專業不同要求，進一步熟練掌握結構設計的各種情況[1]。

2居民活動中心結構設計步驟

2.1 優化結構布置

圖1為某居民活動中心結構平面圖，框架抗震等級為三級，根據建筑方案，為四層框架結構，局部兩層及一層。左右矩形框為自管配電房及局管配電房，均為兩層，自管配電房設置在地下一層，局管配電房設置在地上兩層，凈高要求為3.6米;右下方為一層區域;箭頭處為內庭院，地下一層;主樓滿足樓板的有效寬度與典型寬度之比不滿足規范不低于50%的要求。通過初步建模計算，各項參數均符合規范要求。

在結構布置中，重點考慮建筑功能要求。首先，地下為停車庫及自管配電房，配電房需要預留電纜溝高度及滿足設備凈高要求，地下停車庫保證車位需要，柱截面優先考慮在600×600mm內，梁高優先考慮在400×800mm截面。其次，地下室層高為5.65～6.25米，主樓局部存在一層，二層及內庭院，水浮力較大，考慮降低首層結構標高1米左右覆土，配合計算逐一復核局部抗浮。最后，按供電局提供局管配電房要求，二層局部樓板考慮0.8米電纜溝荷載及凈高要求。綜合考慮以上要求，優化結構方案布置，優化結構體系，同時考慮經濟因素，平衡含鋼量，保證安全又經濟。

2.2 合理基礎選型

根據地質報告，未發現有影響場地穩定的不良地質作用存在，該場地是穩定的，適宜本工程建設。均可采用天然地基、獨立柱基礎或筏板基礎，以第2層粉質黏土，第3層粉質黏土或第4層粉質黏土作為基礎持力層。

天然地基設計參數

建筑場區各土層的承載力特征值fak、壓縮模量Es及基床系數K建議值見下：

2層粉質黏土 Fak=160（Kpa） Es=7.5（Mpa） K=25000KN/m3（經驗值）;3層粉質黏土 Fak=220（Kpa） Es=9.5（Mpa） K=35000KN/m3

（經驗值）;4層粉土加粉質黏土 Fak=220（Kpa） Es=13.5（Mpa） K=26000KN/m3（經驗值）。

根據地勘報告提供的剖面圖及建筑方案布置，整個小區各樓及車庫持力層大部分位于2～3層土，對擬建居民活動中心基礎選型進行可行性分析：

（1）承載力驗算：經試算該項目第3層粉質黏土修正后的地基承載力滿足設計要求，可以同地下車庫采用筏板+柱墩形式基礎。因車庫未采用錨桿抗浮，整個小區綜合考慮，本樓如果采用錨桿抗浮設備進場成本交大，故采用覆土配重局部抗浮能滿足設計要求。

（2）逐一驗算抗浮部位：本樓局部抗浮設計是重點，局部一層，二層及內庭院均需要逐一單獨驗算，結構基礎設計軟件中考慮水浮力荷載，準確設置水位標高，驗算基礎配筋。圖2為其中一處計算過程。

經過整體分析，一層頂板覆土區域細化，內庭院部分地下室頂板可采用大板，簡化設計;北面商業門面分割較多，頂板設置主次梁較合理;南面居民活動中心四層，頂板不需要覆土，常規設計板厚，滿足嵌固端要求;因地下均為地下車庫，如果采用車庫內填土配重，勢必影響車位布置，故綜合優化為頂板覆土，合理選型基礎形式。

2.3 細化結構荷載，抗震梁板布置要點。

本項目結構荷載根據建筑功能劃分，房間一一細化恒荷載和活荷載取值，例如本項目活載有商業門面，居民活動房間，健身房，配電房等需要重點關注;恒荷載也需要根據頂板覆土不同區別對待，二層處電纜溝可考慮預制小平板恒荷載等;本項目梁上線荷載根據層高不同，例如一層層高約5.0米，二層3.9米，三四層3.6米，再根據建筑分割，結構梁截面大小細化荷載，細化設計，最后了解設備需求，精準布置，既滿足相關專業需求，又能符合結構合理布置。

本項目結構梁布置中我們需要關注不同層區分布置。本項目中，首先保證梁和框架柱宜貫通布置，使傳力明確;其次要考慮建筑施工圖中使用功能，避免梁高或梁柱位置影響建筑使用，比如配電房有凈高要求，地下車庫有凈高凈寬要求，儲備相關專業知識，也能為后續設計提供范本參考。其次各層平面中，優化梁搭梁，分清主次梁關系，合理設置梁上立柱，加強懸挑梁等。例如本項目設置了室外樓梯，需要通過懸挑梁搭建樓梯，在設計中，可稍加放大懸挑處梁負筋，加強薄弱環節。在板的設置中，板厚的設計要根據板受力荷載及功能綜合考慮，建筑功能，設備需求，結構嵌固端，合理選取板厚。同時我們要結合當地導則是否有特殊要求，加強板構造要求。本項目中綜合了許多需要考慮的因素，通過這些項目的鍛煉，不斷提高我們的結構設計水平。

2.4 結構施工圖的優化

本項目使用盈建科結構軟件設計，探索者結構制圖軟件及AUTOCAD相配合進行結構施工圖紙的繪制。近年來通過軟件的不斷發展，各類施工圖的繪制效率大幅提高，給設計人員帶來很多方便。例如，在模型建立完成后我們可以利用三維截面，直觀的觀測到整個項目的構架，避免錯漏，加強復核;在基礎設計中，本項目的水浮力荷載可以在結果中統一查看，避免丟載，通過反復驗算比較，找到最優化的設計方案。

本項目為公共建筑，在繪制施工圖時，每層設置均有區別，要求設計人員細心，耐心，專心，與模型對接的設計人員需要對圖紙統一管理，優化細節，通過和各專業的配合，清晰明確的表達圖紙，在軟件提高的同時，提高個人設計能力，與時俱進[2]。

3結構科學計算 合理設計

大部分公共建筑雖為多層框架結構，但涉及面廣，相比住宅設計考慮內容多，雜，考察設計人員綜合設計能力。本項目重難點在于整體和局部需要綜合考慮，既要滿足規范設計要求，又需要在規范的基礎上根據具體情況具體分析，比如地下增設地下車庫，地上地下均增設配電房，不僅滿足活動中心需要，還增設商業門面，多元化需要。既要考慮大底盤整體布局，又要根據單體自身情況合理優化。從地下至地上，不斷優化，進一步適應現代社會的需求。以科學計算為前提，選擇能實現整個功能要求合適的結構形式，借助于結構設計理論和相關經驗方法，通過設計軟件進行內力分析和組合，最終提出安全，經濟的結構施工圖。

參考文獻

[1] 易思偉.房屋結構設計中建筑結構設計優化方法的應用研究[J].建材與裝飾，2016，407（3）：116-117.

[2] 魏利金.建筑結構設計規范疑難熱點問題及對策[M].北京：中國電力出版社，2015：133-135.

作者簡介

汪楊（1982-），女，安徽合肥人;職稱：副主任工程師（現任職務），現就職單位：安徽省城鄉規劃設計研究院，研究方向：結構設計。