某大型商業綜合體結構設計要點簡析

朱正西

【摘要】本工程屬于大型商業綜合體建筑，建筑體型大、功能多、業態分布廣，存在較多大跨度、大懸挑、部分鋼結構工程，針對超不規則的結構部分采取相應的構造措施，選取合理的計算軟件及計算方法進行結構計算分析，確保結構體系受力安全，滿足抗震三水準設計要求，為類似工程提供參考。

【關鍵詞】商業綜合體建筑;結構設計;大跨度框架;構造措施

隨著我國城鎮化進程的推進，越來越多的大型商業綜合體拔地而起，商業綜合體建筑面積大，功能復雜，追求用戶體驗感。位于抗震設防低烈度區域的綜合體基本采用鋼筋框架結構體系，高烈度區域可采用框架一剪力墻結構體系，綜合體內部設中庭，中庭屋頂考慮采光，一般采用鋼結構幕墻采光井，綜合體外圍周圈可設計金街，通過鋼結構連橋與綜合體相連。

1、工程簡介

本工程為大型商業綜合體，帶兩層地下室，地下二層建筑功能為停車庫，層高3.9m，地下一層為停車庫和商業，層高6.Om。地上總共六層，一層高為5.7m、其余層層高5.1m，建筑總高度31.2m，建筑平面尺寸250x103m，各層中庭位置設置大開洞，設垂直扶梯，底部三層周邊設金街，通過連橋與大商業綜合體連接。該工程位于一般抗震設防地段，建筑場地為二類，抗震設防烈度7度（0.1g），建筑面積超過一定規模，屬于重點設防類建筑。本工程采用鋼筋混凝土框架結構體系，按8度考慮抗震設防，框架抗震等級為一級，底層主要柱截面800x800mm-900x900mm，底層柱混凝土強度等級C50，梁混凝土強度等級C35-C30。該工程存在較多的大跨度梁，中庭連廊位置梁跨度達到26m，IMAX影廳屋頂梁跨度也達到26m，六層主力店部分層高加高到9.2m，店內部柱子局部抽柱，導致其屋面梁跨度大多是26m，中庭、連橋搭扶梯位置最大懸挑梁懸挑長度達到9m。與金街相連的連橋均采用鋼結構連橋，屋頂采光井也采用鋼結構幕墻采光井。

2、主要結構設計方案

本工程主體結構采用框架結構體系，因建筑功能需要不設縫，屬超長結構。標準柱網8.4m，底層框架柱截面800x800-900x900mm，到頂層收到600x600mm，底層墻柱混凝土強度C50，到標準層逐漸變到C30。一層結構布置采用不設次梁，板厚180mm，其余各層結構布置采用雙次梁布置，板厚100mm。中庭連廊大跨度梁高控制在1150mm，大懸挑梁高控制在1150mm，六層主力店屋頂結構布置采用單向三次梁布置，主次梁梁高控制在1800mm，IMAX廳屋頂結構布置采用井字梁布置，梁高控制在1400mm，屋面板厚120mm。本工程基礎采用筏板+柱下墩，筏板板厚600mm，柱墩高度1100-1700mm，抗浮采用高強預應力管樁，樁長24m。

3、結構設計重難點

3.1結構體型超長

高層建筑框架結構平面長度宜控制在55m，本工程長邊達到250m，短邊103m，遠大于規范限制要求。

3.2中庭平面樓板不連續

二～六層平面樓板有效寬度小于對應層樓面寬度50%，六層影廳位置同樣存在樓板大開洞，地震荷載作用下，樓板大開洞部位水平地震力不能有效傳遞，形成薄弱部位。

3.3平面扭轉位移比過大

計算所得局部樓層的考慮偶然偏心影響的規定水平力地震作用下扭轉位移比達到1.39，大于規范限值1.2，說明平面樓層剛性與質心偏移較多，造成地震力作用下扭轉過大。

3.4大跨度框架

中庭連廊位置梁跨度基本在21-26m，屬于大跨度框架，連廊的兩側均為中庭開洞，地震力作用下，連廊部位傳遞水平力。六層主力店屋頂梁跨度23-26m，結構布置只能采用單向布置主受力梁，整體受力不利。IMAX廳屋面梁跨度26m，框架柱僅在周邊一圈升到屋面，形成單跨框架，不利于抗震。

3.5大懸挑梁

中庭、連橋搭扶梯位置存在有懸挑9m的懸挑梁，該位置梁高受建筑條件限制，扶梯搭在懸挑梁上，受力荷載較大，且該部位人員流動大，存在局部振動，屬關鍵受力部位。

3.6鋼結構工程

本工程室外與金街相連的連橋均采用鋼結構進行設計，存在體型復雜、圓弧型的連橋，受力復雜。屋頂采光井主體采用鋼結構和玻璃幕墻，對幕墻造型要求高，需單獨設計。

4、采取主要技術措施

本工程結構體型超長，單體內部不設結構縫，樓板受到較大的溫度應力作用。設計中每隔30-40m設置施工后澆帶，施工過程中加強養護。同時進行溫度應力分析，根據分析結果進行配筋設計，針對應力較大部位，板厚及配筋相應加強。

中庭位置一個方向僅在連廊處有樓板連接，連廊的位置承受較大水平力作用，故樓板應加強，樓板板厚取150mm，配筋率0.25%，貫通連廊的主受力梁配筋加強，中庭洞口周邊的邊梁配筋均加強。

對于平面扭轉位移比過大，設計中加大位移較大側的抗側力剛度，同時減小位移較小側的抗側力剛度，加強周邊抗側力構件的配筋。

中庭連廊大跨度部位，保證至少有兩根主受力梁貫通連廊，承受主要荷載，主受力梁盡量與框架柱相連，形成框架，梁高控制1150mm，在主受力梁端部梁底進行豎向加腋，加腋高度150mm，與主受力梁相連的框架柱縱筋加強，箍筋全高加密，對該部位進行樓板舒適度分析，分析結果滿足規范要求。主力店屋頂大跨部位主受力方向主次梁同高，梁高1800mm，次梁按兩端鉸接設計梁底縱筋，梁撓度及裂縫均應滿足要求，另一方向柱間設梁拉結，屋蓋四周框架柱配筋均應加強。屋面上的設備擺放盡量避開大跨度的位置，不增加額外荷載。IMAX廳屋面井字梁主次梁同高，梁高1400mm，滿足建筑功能凈高要求，次梁按兩端鉸接設計梁底縱筋，主梁梁寬400mm，次梁梁寬300mm，同時屋面進行結構找坡，減少屋面自重荷載，伸到屋面的柱截面800x800mm，柱配筋加強。

大懸挑部位，梁根部采用豎向加腋，增加懸挑梁挑出數量，搭扶梯的主受力懸挑梁設計成二次懸挑，利用增強邊梁進行二次懸挑，減少受力荷載。懸挑梁進行撓度驗算，并驗算舒適度。

鋼結構連橋設計成一端鉸接、一端滑動，與大商業相連的一端為滑動端，與金街相連的一端為鉸接，連橋鋼梁采用H型鋼，樓板采用壓型鋼板組合樓板。采光井采用鋼框架結構，鋼柱采用洞口邊混凝土梁上立方鋼管柱，鋼梁采用方鋼管梁，混凝土邊梁上設鋼柱預埋件。

本工程計算分析采用盈建科結構計算軟件進行計算分析，對關鍵部位運用第二軟件PMSAP進行復核驗算，鋼結構部分采用3D3S進行計算分析。

結語：

本工程建筑功能復雜多樣，結構存在較多不規則項，設計中重點把握關鍵部位，采用不同分析模型進行計算分析，對比分析結果，確保計算結構合理性。

針對結構不規項，應采取相應的構造措施，加強主要受力部位及薄弱部位，保證結構受力安全。

參考文獻：

[1]高層建筑混凝土結構技術規程JGJ3-2010.中華人民共和國行業標準.2010

[2]建筑抗震設計規范GB50011-2010（2016年版）.中華人民共和國國家標準.2016

[3]周瑛.大型購物中心超長結構設計[J].結構工程.師2013（04）.

[4]邵志民.某大型購物中心超長結構設計[J].低溫建筑技術.2010（024）.