某酒店中庭長懸挑結(jié)構(gòu)設(shè)計

楊隨新，許嘉輝，柳冰強，韋潤忠，李藝璇，葉能君

（廣州市城市規(guī)劃勘測設(shè)計研究院，廣東廣州 510060）

1 工程概況

南沙嶺南花園度假酒店項目位于南沙區(qū)大角山濱海公園內(nèi)，地塊內(nèi)地勢平坦，北靠大角山，南側(cè)為伶仃洋，自然環(huán)境優(yōu)越。西北兩側(cè)為自然河流與濕地，東側(cè)為公園游憩區(qū)，工程總用地面積約34313m2，總建筑面積約61068m2，擬建1棟7層酒店辦公綜合樓，建筑結(jié)構(gòu)高度為26.455m，設(shè)一層地下室。結(jié)構(gòu)主體采用鋼筋混凝土框架—剪力墻結(jié)構(gòu)，屬于A級高度的高層建筑。

本樓主要功能分布如下：首層層高4.500m，主要為宴會廳、中餐廳、廚房、健康中心、室內(nèi)泳池以及其他附屬設(shè)施等功能；2層層高4.000m，主要為酒店大堂、西餐廳、風味餐廳、中餐廳包房、客房以及其他附屬設(shè)施等功能；3層層高3.600m，主要為會議、辦公、客房等功能；4層以上層高均為3.600m，主要為客房功能；地下室層高5.100m，主要為員工餐廳、廚房、洗衣房、中央加工車間、人防車庫以及設(shè)備用房等功能。

根據(jù)建筑功能需要，南北兩側(cè)中庭內(nèi)部懸挑板均不能設(shè)梁，只能采用板式懸挑，懸挑長度最大3m多。

2 結(jié)構(gòu)有限元計算分析

為了滿足建筑空間效果，充分利用平面呈三角狀的空間優(yōu)勢，利用有限元進行計算分析，而非純粹按照懸挑板計算，分析內(nèi)容包括樓板應力、撓度和舒適度分析。采用ABAQUS軟件，以北側(cè)中庭為例，根據(jù)實際荷載及邊界條件建立如圖1所示的有限元模型，考慮恒載和活荷載兩種荷載組合工況，進行受力、撓度及舒適性有限元分析。

圖1 有限元結(jié)構(gòu)分析模型

2.1 受力分析

通過有限元計算分析，得到在恒載+活載作用下懸挑板的彎矩，如圖2所示。由圖2中可以看出，在三邊中點明顯呈懸挑板的受力性態(tài)，三角部位則呈現(xiàn)板跨中受力性態(tài)，符合圍合受力的性狀。開洞懸挑樓板支承端負彎矩值分別為120kN/m（靠近支座）和68kN/m左右（跨中），整個開洞樓板底部最大正彎矩出現(xiàn)在凹角位置約為83kN/m。

圖2 北側(cè)中庭彎矩

2.2 撓度分析

中庭結(jié)構(gòu)在恒載和活載的準永久組合工況下的豎向變形見如圖3所示，從中可以看出結(jié)構(gòu)最大豎向變形出現(xiàn)在洞口的凹角位置，豎直方向位移為12.6mm，滿足《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB 50010—2010）（2015年版）[1]中關(guān)于變形10/250的控制要求。

圖3 北側(cè)中庭變形

2.3 舒適性分析

對懸挑板做豎向振動分析得到豎向的振動頻率，前六階頻率如表1所示，前六階振形如圖4所示。計算結(jié)果表面開洞樓板第一階豎向振動頻率為12.77Hz，一般走廊的典型腳步頻率為4.5Hz左右，且當人群擁擠時腳步頻率將大幅降低，故不會產(chǎn)生共振現(xiàn)象。根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ 3—2010）[2]，為保證通行的舒適性，要求上部結(jié)構(gòu)豎向自振頻率不小于3Hz，故該走廊的自振頻率能夠滿足舒適度的要求。

圖4 前六階頻率振形

表1 中庭豎向振動頻率

3 施工圖設(shè)計加強措施

通過上述計算分析，中庭采用板式懸挑可以滿足建筑空間效果要求，在上述分析結(jié)果的基礎(chǔ)上，施工圖設(shè)計時采取以下措施進一步加強懸挑板：①加厚與懸挑板相鄰的板的厚度至200mm；②加大懸挑面筋配筋，同時加大三個角部的底面配筋。

4 結(jié)語

本工程充分利用中庭懸挑板平面呈三角圍合的特點，發(fā)揮圍合效應，通過有限元軟件，從受力、撓度、舒適性三方面進行分析，證明采用厚板懸挑是可行的，滿足建筑對空間效果的要求。同時，在結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計時，根據(jù)有限元分析的結(jié)果采用有效的加強措施。