某商业综合体结构设计探讨

洪陈玉

摘 要：本文通过一个商业综合体项目进行结构设计探讨。从基础选型，再到上部结构梁板布置，都分别给出几种常见的方案，从经济性角度出发分析比较，选取更为合理的设计方案。同时根据规范要求和专家评审意见，确定结构体系以及判定结构的规则性。对结构设计中存在的一些关键点进行补充分析，并给出相应的设计加强措施。

关键词：基础选型;梁板布置;结构设计

1 工程概况

本商业综合体位于南平市建阳区，商业综合体南北两端高差为5.6m，设计为双首层。该综合体所在地块为坡地，地块南北有高差，1A层平面南部在地上，北部在地下。主体1A层、1B层、2层为商业，3层为餐饮，4～5层为电影院，地上共六层。本工程总建筑面积约11.90万;1A层南北向长324.8m，东西向长109.2m;1B～3层南北向长233.3m，东西向长105.8m;4～5层为局部突出屋面影厅。结构安全等级为二级，设计使用年限为50年。本工程所在地区抗震设防烈度为6度（0.05g），场地类别为II类，地震分组为第一组，抗震设防类别为乙类。图一为结构整体计算模型简图，图二为二层结构平面布置图（典型结构平面）。

2 地基与基础选型

2.1 地质资料

根据地质勘察报告，本场地土层分布自上而下分别为：①1素填土层、①2杂填土层、②1细砂层、②2粉质粘土层、③卵石层、④石英片岩残积粘性土层、⑤全风化石英片岩层、⑥1砂土状强风化石英片岩层、⑥2碎块状强风化石英片岩层、⑦中风化石英片岩层。

勘察期间为枯水期，部分钻孔初见水位埋深2.10～12.50m，稳定水位埋深为2.40～12.90m（黄海高程134.30～137.55m），本地块最高地下水位按黄海高程141.50m考虑，本项目±0.000绝对标高为142.70m，故本项目可不考虑抗浮设计。

2.2 基础初步选型

该大商业标准跨柱网为，柱底轴力标准组合值约为4000KN～10000KN，其中以7000KN左右的柱底轴力个数居多，故本文以7000KN的柱底轴力进行基础型式选取比较。结合场地地质条件，初步考虑采用钻孔灌注桩与预应力混凝土管桩两种方案。钻孔灌注桩持力层为⑥1砂土状强风化石英片岩层，桩间距为3.0d;预应力混凝土管桩持力层为③卵石层，桩间距为3.5d。每种方案各取两种不同直径的桩型进行比较。各桩基方案桩径、桩长以及承载力特征值详表一、各桩基方案经济性比较详表二。

由上表数据比较可知，钻孔灌注桩综合造价比预应力管桩要高，预应力管桩综合造价比预应力管桩综合造价要高;又由于钻孔灌注桩施工工期比预应力管桩要长。综合考虑施工质量、经济性及工期，建议采用预应力管桩，有效桩长8m。由于以上桩基承载力是根据地勘报告进行计算的，实际施工应通过做静载试桩确定最终的桩基承载力。

2.3 试桩结果与基础最终选型

根据上述比选结果结合当地其他项目经验以及专家意见，本项目工程桩桩型采用PHC-500-AB-125，桩尖建议选用开口型钢桩尖。由试桩结果，最终取单桩竖向承载力特征值不大于1500KN。工程桩施工可采用静压桩沉桩。桩端持力层为③卵石层，有效桩长不得小于6m，桩端进入持力层深度不小于1.0m。如果静压无法保证最小有效桩长6m时，应采用钻孔引桩等措施。对于穿越卵石层的桩基，桩底1.0米范围内用C30细石混凝土灌芯。

3 上部结构型式

3.1 结构体系

本项目为大商业，采用钢筋混凝土框架结构，抗震设防类别为乙类，框架抗震等级为二级。主要梁高为，主要柱截面由收到，板厚。柱混凝土强度等级由C45逐步变为C30，梁板混凝土强度等级为C30。

3.2 不规则性判断

根据计算结果、相关规范要求以及专家评审意见，本项目存在位移比与层间位移比大于1.2的情况，判定为扭转不规则;中庭楼板开大洞，判定为楼板局部不连续;突出屋面影厅，视为出屋面结构，不属于体型收进。经判定，该项目结构单体为一般不规则建筑结构，不属于超限结构。

3.3 梁板选型

本项目标准跨柱网为，梁板布置可以采用十字梁布置（图三a）、井字梁布置（图三b）、單向梁布置（图三c）三种常见的布置方式，如图三所示。

三种梁板布置方式面层恒载均取，活荷载分别取2.5、4.0、5.5、7.0、8.5、10.0。十字梁布置时，板厚取110mm;井字梁布置时，板厚取100mm;单向梁布置时，活荷载为2.5、4.0、5.5时板厚取100mm，活荷载为7.0、8.5、10.0时板厚取110mm。主梁截面根据荷载大小可取，对应次梁截面可取。在上述不同活荷载作用下混凝土用量和钢筋用量指标表详表三。

由上表可知，在以上活荷载作用下，单向梁布置无论是混凝土用量，还是钢筋用量，均比十字梁布置与井字梁布置少。单向梁布置时，结构造价最低，建议可优先采用此种布置进行结构设计。

4 设计加强措施及关键点处理

4.1 超长结构加强措施

针对超长结构采取如下措施：①沿两个方向每各30～40m设置一道施工后浇带，解决施工期间混凝土收缩带来的影响;②各层板配筋底筋双层双向拉通，面筋一半通长拉通且拉通筋配筋率不小于0.15%;③加大屋顶保温层厚度。

4.2 弱连廊处加强措施与舒适度验算

本项目局部开大洞，存在弱连接连廊，对这些部位板厚加厚至130mm，板配筋双层双向10@150，并在各连廊四个角部（洞口附近）分别增加3道12斜向钢筋。同时对弱连接连廊进行舒适度验算。本项目采用YJK软件中“楼板及设备振动” 模块进行步行街连廊舒适度分析，步行荷载选用程序中自带的“连续行走荷载”。本文仅以一典型连廊的计算结果进行说明。楼板前3阶模态固有频率分别为6.03HZ、9.33HZ、9.48HZ，各振型振动频率均大于4HZ，满足JGJ3-2010《高层建筑混凝土结构技术规程》^[1]3.7.7节的要求;连廊在该步行荷载作用下楼盖竖向振动加速度峰值为，能够满足规范要求。

4.3 突出屋面影厅

根据JGJ3-2010《高层建筑混凝土结构技术规程》中关于体型收进的高层建筑结构加强措施，酌情对本项目中突出屋面的影厅进行构造加强。如在相关范围的框架梁柱适当提高配筋率;相关范围的楼板板厚取150mm，楼板配筋双层双向且配筋率不小于0.25%。

4.4 多梁相交处梁柱节点处理

中庭与步行街转角位置存在多梁相交于同一个柱子的情况，此时梁柱节点处钢筋密集且部分钢筋锚固长度难以满足规范要求，同时施工难度较大、施工质量难以保证。本项目通过设置柱帽来解决此类梁柱节点的问题。框架梁主筋通过支座，其余方向梁主筋伸至支座边即可。

5 结语

商业综合体由于其单体建筑面积大、建筑材料用量多，因此在方案以及初设阶段便应开始对基础型式和上部结构布置型式进行充分的方案计算比较。通过计算比较并结合当地工程经验，选取合理的方案可以达到很好的经济效果。本文通过一工程实例，探讨了方案比选在结构工程设计中的运用，并对结构设计中存在的一些关键点进行补充分析，也给出了一些具体的加强措施。

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