中關(guān)村大合莊苑辦公樓1課件

試論中關(guān)村大河莊苑辦公樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（中國有色工程設(shè)計(jì)研究總院北京100038）

[提要]本文詳細(xì)介紹了大河莊苑辦公樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算，同時(shí)就一些特殊問題的特殊處理進(jìn)行了探討。[關(guān)鍵詞]結(jié)構(gòu)體系，安全經(jīng)濟(jì)，構(gòu)造措施，

一.概況本設(shè)計(jì)為中關(guān)村大河莊苑辦公樓設(shè)計(jì)，該工程是中關(guān)村西區(qū)配套唯一的商業(yè)設(shè)施，也是小區(qū)邊緣的標(biāo)志性建筑，其中：地下三層，平面尺寸為124.40mx54.90m，地下二、三為汽車庫，地下一為商業(yè)用房；地上16層，平面尺寸為90.00mx38.60m，地上一、二為商業(yè)用房、其他為辦公用房。見附圖1~6

二.設(shè)計(jì)依據(jù)1.基本風(fēng)壓0.45KN/m2(按50年一遇的風(fēng)壓采用)2.基本雪壓0.40KN/m2(按50年一遇的雪壓采用)3.土壤凍結(jié)深度80cm4.地震設(shè)防烈度8度(設(shè)計(jì)基本地面加速度為0.20g,設(shè)計(jì)地震分組為第一組)5.工程地質(zhì),根據(jù)（建設(shè)綜合勘察研究設(shè)計(jì)院）2002年7月所作中關(guān)村大河莊苑《巖土工程勘察報(bào)告》可知：(1)地基土層分部由上至下分別為：1雜填土層，11素填土層，2新近沉積粉質(zhì)粘土層，3粘質(zhì)粉土層，4粉質(zhì)粘土層，5粘質(zhì)粉土層6粉質(zhì)粘土層，7卵石粉細(xì)砂互層，8粉質(zhì)粘土層，9粘土層，10粉質(zhì)粘土層，11卵石層，12粉質(zhì)粘土層，13卵石層，(2)結(jié)論和建議a.各層土天然地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值fka如下：地層名稱

承載力標(biāo)準(zhǔn)值fk（kPa）2新近沉積粉質(zhì)粘土803粘質(zhì)粉土層1404粉質(zhì)粘土層1405粉質(zhì)粘土層1606卵石粉細(xì)砂互層2407粉質(zhì)粘土層1808粘土層2009粉質(zhì)粘土層20010卵石層35011粉質(zhì)粘土層22012卵石層400b.場地土類型為中軟場地土，建筑場地類別為III類三.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)建筑安全等級為

二級建筑抗震設(shè)防類別為

丙類建筑抗震等級：

剪力墻：

一級

框架

：

一級本建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限為50年四.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.地下結(jié)構(gòu)地下為三層,柱網(wǎng)為8.4mx8.4m,層高為3.4m+3.4m+5.1m,底板考慮受力及防水要求采用板式筏板基礎(chǔ)，筏板厚為1200mm,柱沖切不夠時(shí)，利用建筑地面厚度向上做柱帽。地下樓板經(jīng)過方案比較認(rèn)為采用井字梁較為合理，主梁斷面400x600;次梁斷面300mmx500mm;板厚：地下二、三頂板厚為150mm;地下一層頂板厚取200mm;地下柱：上部有主體結(jié)構(gòu)部分柱為：1100mmx1100mm；僅有地下部分的柱為：800mmx800mm,外墻厚為350mm,中心樓電梯間筒體墻厚為400mm。地下結(jié)構(gòu)采用C40混凝土，底板及外墻均采用防水混凝土，抗?jié)B等級要求2.0Mpa。2.上部結(jié)構(gòu)選型：本工程結(jié)構(gòu)根據(jù)不同的建筑使用功能要求及抗震設(shè)計(jì)的要求,經(jīng)方案優(yōu)化，認(rèn)為采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)較為合理，力爭做到既安全又經(jīng)濟(jì)的目的，現(xiàn)分別簡述如下：本建筑地上部結(jié)構(gòu)平面尺寸為84.00mx33.60m,16層，地面上總高為60m,柱網(wǎng)為8.4mX8.4m,采用鋼筋混凝框架剪力墻結(jié)構(gòu)，地上一~五層：框架柱為1000mmx1000mm,剪力墻厚為400mm,地上一框架梁為400X600mm;地上二~五框架梁400x500mm,地上六~十層：框架柱為800mmx800mm,剪力墻厚為350mm,框架梁為400X500mm；地上十~十六層：框架柱為600mmx600mm,剪力墻厚為300mm,框架梁為400X500mm。地上一~六層混凝土采用C40；地上七~十一層混凝土采用C35；其它層混凝土采用C30。地上各層樓板均采用8.4mX8.4m（BDF高強(qiáng)薄壁管）現(xiàn)澆鋼筋混凝土空心樓蓋,空心板厚為250mm,由于平面尺較長，再考慮建筑配置，設(shè)縫較為困難，因此結(jié)構(gòu)不設(shè)縫，但要采取構(gòu)造措施和施工措施減少溫度和混凝土收縮對結(jié)構(gòu)的影響，詳見新技術(shù)采用部分?，F(xiàn)將主要結(jié)構(gòu)的計(jì)算結(jié)果匯總?cè)缦卤恚?/p>

周期:轉(zhuǎn)角平動系數(shù)扭轉(zhuǎn)系數(shù)1.411489.661.000.001.2035166.870.060.920.83250.210.940.060.338630.850.090.910.320291.370.990.01T1/Tt=1.2035/1.4114=0.850.22310.130.950.050.16799.550.090.910.146990.581.000.000.11520.150.930.07各陣型作用下X，Y方向的基底剪力陣型號X向剪力knY向剪力kn1.5134352.922464.7655.82

54389.650.58862.75159.149.6720317.4717216.250.02194.970.910.225713.2394666.020.02結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定驗(yàn)算結(jié)果X向剛重比Ejd/GH2=24.41Y向剛重比Ejd/GH2=9.09該結(jié)構(gòu)的剛重比大于1.4，能夠通過高規(guī)5.4.4的整體穩(wěn)定驗(yàn)算；同時(shí)剛重比大于2.7，可不考慮重力二階效應(yīng)。剪重比各樓層的剪重比均大于抗規(guī)5.2.5條要求：最小剪重比>3.2%

有效質(zhì)量系數(shù)X方向的有效質(zhì)量系數(shù)99.01%；Y方向的有效質(zhì)量系數(shù)99.50%層間位移控制X向最大層間位移角:1/1869(第13層）；Y向最大層間位移角:1/1038(第17層）;最大層間位移與平均位移比控制(在考慮偶然偏心地震力作用下）各樓層最大層間位移與平均位移比均小于1.2符合高規(guī)4.3.5條要求框架柱地震傾覆彎矩百分比柱傾覆彎矩墻傾覆彎矩框架柱地震傾覆彎矩百分比X向地震221936.93336626.26.24%Y向地震354412.02320386.513.25%均小于50%所以框架柱的抗震等級應(yīng)按框架---剪力墻結(jié)構(gòu)中的框架考慮由以上計(jì)算結(jié)果來分析，結(jié)構(gòu)的剛度合理，其它均符合現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范的要求，說明所選結(jié)構(gòu)體系及配置是合理的。另外作者撰寫了《試論現(xiàn)澆砼空心板在雙向板中的應(yīng)用問題》一文，將刊登在《建筑結(jié)構(gòu)》（已錄用），主要論述了在雙向板中如何布管對結(jié)構(gòu)受力有利等問題目前工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會與工國建筑科學(xué)研究院正在編寫《現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》2).超長鋼筋混凝土不設(shè)永久縫的構(gòu)造措施和施工措施為了今后業(yè)主使用方便，結(jié)合建筑配置要求：本建筑物不設(shè)永久伸縮縫，采取以下構(gòu)造措施和施工措施來減少溫度和混凝土收縮對結(jié)構(gòu)的影響a對頂層、底層、山墻和縱墻端開間等溫度變化影響較大的部位提高配筋率；b頂層加強(qiáng)保溫隔熱措施；c每隔30m～40m間距留出施工后澆帶，帶寬為800mm～1000mm，鋼筋采用搭接接頭，后澆帶混凝土宜在兩個(gè)月后澆灌；d采用收縮小的水泥、減少水泥用量、在混凝土中加入適量的外加劑；e提高每層樓板的構(gòu)造配筋率；f在頂層屋面板采用了現(xiàn)澆鋼筋混凝土整體梁板體系，并輔以部分無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋，以有效地控制溫度應(yīng)力引起的結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生及發(fā)展。另外作者撰寫了《試論采用預(yù)應(yīng)力筋解決超長鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)》一問將刊登在《建筑結(jié)構(gòu)》（已錄用），

七.特殊要求的結(jié)構(gòu)處理1.按《地下工程防水技術(shù)規(guī)范

》

（GB50108-2001）要求工程地下防水級為二級，設(shè)防要求必須為兩道，其中有一道為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)自防水；第二道為建筑柔性防水;2.為解決地下結(jié)構(gòu)防水要求及大體積混凝土收縮問題，需在地下結(jié)構(gòu)混凝土中參入一定量的外加劑，以提高混凝土的密實(shí)度和在混凝土中建立了自應(yīng)力（壓力），以抵抗水泥水化熱及其他因素引起的收縮拉力;另外在基礎(chǔ)長度每隔30～40m留一道貫通頂板、底板及墻板的施工后澆帶，帶寬不小于800mm，后澆帶處底板及外墻處采用附加防水層，后澆帶混凝土在其兩側(cè)混凝土澆灌完畢兩個(gè)月后再用高一強(qiáng)度等級的混凝土澆灌;5.關(guān)于鋼筋混凝土大跨度懸挑梁裂縫的預(yù)防措施為了預(yù)防大跨度懸挑梁裂縫的發(fā)生，設(shè)計(jì)將在現(xiàn)澆鋼筋混凝土懸挑梁中放置一些預(yù)應(yīng)力鋼筋代替普通鋼筋，一方面提高懸挑梁的剛