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        廣州錦澤大廈結(jié)構(gòu)設(shè)計

        2015-10-21 19:28莊潤軒
        房地產(chǎn)導(dǎo)刊 2015年7期
        關(guān)鍵詞:塔樓結(jié)構(gòu)設(shè)計基礎(chǔ)

        莊潤軒

        【摘要】本文對廣州錦澤大廈的結(jié)構(gòu)設(shè)計進行了梳理和總結(jié),包括基坑、基礎(chǔ)、地下室、上部塔樓等設(shè)計內(nèi)容。在滿足規(guī)范要求的各項性能指標同時,結(jié)構(gòu)平面布置簡潔、豎向傳力直接,具有充分的承載能力、剛度和延性。

        【關(guān)鍵詞】結(jié)構(gòu)設(shè)計;基礎(chǔ);超長地下室;塔樓

        1.工程概況

        錦澤大廈位于廣州市蘿崗科學城中心區(qū)東部,開創(chuàng)大道西南側(cè),科學大道總部經(jīng)濟區(qū)一期以北。項目用地面積為8131平方米,總建筑面積為29467平方米。

        圖1 建筑效果圖

        該項目功能為辦公、商業(yè)等,含一棟塔樓及兩層地下室。塔樓地上18層,主要功能為辦公;地下2層,主要功能為商業(yè)、停車庫及設(shè)備用房。建筑高度為79.50米。人防地下室設(shè)在地下二層,抗力等級為常六級、核六級,戰(zhàn)時按二等人員掩蔽所設(shè)計。

        本工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限為 50 年,結(jié)構(gòu)安全等級為二級,結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)γo=1.0。抗震設(shè)防類別為標準設(shè)防類,抗震設(shè)防烈度為7度。設(shè)計地震分組為第一組,場地類別為Ⅱ類。設(shè)計基本地震加速度值為0.10g,多遇地震水平地震影響系數(shù)最大值為0.08 ,反應(yīng)譜特征周期Tg=0.35秒,阻尼比為0.05。基本風壓值為0.5kN/m2(n=50),承載力放大系數(shù)為1.1。地面粗糙度類別為 C類。

        2.基坑支護設(shè)計

        根據(jù)本工程巖土工程勘察報告,場地巖土層自上而下分別為人工填土層、坡積層、風化殘積層、燕山期全風化巖、強風化巖、燕山期微風化巖,無中風化層。

        基坑支護的結(jié)構(gòu)形式為支護樁+預(yù)應(yīng)力錨索,局部地段采用土釘墻支護?;娱_挖深度4.45~8.65 m ,基坑周長約410m。預(yù)應(yīng)力錨索水平向最大長度18.9 m,設(shè)計拉力320~500kN,預(yù)應(yīng)力250~350kN;土釘水平向最大長度8.6m。

        3.基礎(chǔ)設(shè)計

        基礎(chǔ)起著傳遞結(jié)構(gòu)豎向荷載到地基的作用。對于基礎(chǔ)形式的選擇,除了使結(jié)構(gòu)滿足地基承載力,控制基礎(chǔ)沉降外,還要做到經(jīng)濟合理、施工方便。

        塔樓墻柱的柱底軸力較大,約為13000~14500kN,根據(jù)巖土工程勘察報告揭露的圖層分布,無法采用天然淺基礎(chǔ)。于是樁基礎(chǔ)成為塔樓基礎(chǔ)設(shè)計的首選方案。人工挖孔灌注樁這種樁型及施工工藝有造價低、施工質(zhì)量容易控制等優(yōu)點,但施工作業(yè)面較惡劣,無法保證施工人員的安全,且廣東省限制使用人工挖孔灌注樁,因此設(shè)計時放棄這種樁型,改而選擇鉆(沖)孔灌注樁,以微風化巖為持力層。

        塔樓外的純地下室區(qū)域柱底反力小,約為2500~5800kN,可以采用天然淺基礎(chǔ),以全風化巖為持力層。

        場地地下水位高,因此基礎(chǔ)需考慮水浮力,進行抗浮設(shè)計。塔樓區(qū)域結(jié)構(gòu)自重能抵抗水浮力,故該區(qū)域不需要考慮水浮力的影響。純地下室區(qū)域的結(jié)構(gòu)自重不足以抵抗水浮力,需采取抗浮措施。結(jié)合純地下室區(qū)域的基礎(chǔ)形式,本項目采用錨桿抗浮??垢″^桿布置若均勻布置在底板上,受力效果最佳,然而因錨桿與底板接頭多,對底板防水不利,故本項目將錨桿均集中設(shè)置于天然淺基礎(chǔ)范圍內(nèi)。

        4.地下室結(jié)構(gòu)布置

        地下室共兩層,功能為停車庫及設(shè)備用房,結(jié)構(gòu)形式為框架。地下二層為底板(防水板),因地下水頭較大,故底板厚取為600mm。地下一層采用帶柱帽的無梁樓蓋,使得建筑凈高較大化。地下一層樓蓋采用普通鋼筋混凝土單向梁板樓面。地下室頂板因有施工堆載和園林覆土,荷載大,采用雙向梁板體系布置。

        地下室相關(guān)構(gòu)件截面及混凝土強度等級分別為:首層梁截面主要為250600、250800 、400900、5001000;地下一層梁截面主要為300800 、400700、5001000;框柱截面主要為600600、700700 ;側(cè)壁厚為400~500mm。首層、地下一層結(jié)構(gòu)梁板的砼強度等級為C30;框架柱(塔樓墻柱除外)砼強度等級為C40,地下室側(cè)壁、暗柱、扶壁柱、水池側(cè)壁、車道側(cè)壁砼強度等級均為C35;天然擴展基礎(chǔ)、樁承臺、底板、地梁混凝土強度等級為C35,抗?jié)B等級P8。

        本項目地下室超長(長度約為160m)且不設(shè)縫,裂縫控制是重點。通過采取相關(guān)措施解決超長混凝土的溫度和收縮問題:1)設(shè)置后澆帶,間距控制在40~45m,帶寬800mm;2)底板和地下室頂板采用通長筋加附加筋的配筋方式;3)混凝土適量添加粉煤灰,并采用60天齡期作為地下室砼強度的設(shè)計等級,降低水灰比,嚴格控制砂石骨料的含泥量;4)控制混凝土的水化熱,施工前計算水化熱所產(chǎn)生的溫度差,并采取可靠措施將施工階段混凝土的內(nèi)外溫差控制在25 C以下;5)大面積混凝土建議采用分塊跳倉澆筑,以減少施工期間的溫度收縮應(yīng)力,較厚構(gòu)件則應(yīng)分層澆筑;6)折模后及時對混凝土進行保護,避免混凝土長期日曬雨淋。

        5.塔樓結(jié)構(gòu)布置

        塔樓的結(jié)構(gòu)布置遵循體系合理、傳力直接的原則,采用鋼筋混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系,標準層平面布置采用單向梁板體系。。塔樓長寬尺寸為39.85m24m,高寬比為3.29。嵌固端定在基礎(chǔ)面。

        梁截面主要為250600、300800、400650、400800等。柱截面考慮軸壓比限值要求,且根據(jù)樓層高度變化,分別為800800、700700、600600等。剪力墻同樣根據(jù)樓層高度變化,墻厚為250~400mm。樓板厚主要為110mm;剪力墻核心筒區(qū)域因電梯井道和設(shè)備洞口的開設(shè)導(dǎo)致剛度削弱,板厚提高至150mm;結(jié)構(gòu)周邊懸挑板的厚度取為250mm,既是受力需要,也能滿足玻璃幕墻預(yù)埋件的埋設(shè)。

        塔樓剪力墻核心筒雖然偏置,構(gòu)造上適當?shù)募訌娭苓吙蚣艿膭偠?,特別是角部墻柱的截面剛度,以增大結(jié)構(gòu)抗扭剛度。結(jié)構(gòu)在在考慮偶然偏心影響的單向地震作用下,最大樓層水平位移和最大層間位移均滿足廣東省高規(guī)的限制要求。

        墻柱原則上雙向應(yīng)有結(jié)構(gòu)梁拉結(jié),因建筑功能布置的要求,塔樓中低區(qū)每隔一層需設(shè)置空中花園,從而使得平面左側(cè)有框柱無法雙向拉梁,柱子在Y向跨層,計算上改變該柱的計算長度系數(shù),配筋時要求箍筋全高加密,縱筋的搭接按通高考慮。通過這些措施,保證該跨層柱的延性要求。

        6 結(jié)語

        本項目設(shè)計中對結(jié)構(gòu)選型、構(gòu)件布置進行了優(yōu)化和調(diào)整,對可能出現(xiàn)的薄弱部位采取了加強措施,在滿足規(guī)范要求的各項性能指標的同事,做到平面布置簡潔、豎向傳力直接。結(jié)構(gòu)具有充分的承載能力、剛度和延性。

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