何遠(yuǎn)明， 黃用軍， 吳 軍， 鐘學(xué)賦， 賀逸云， 何哲宇， 易枝江， 毛同祥

(深圳市歐博工程設(shè)計(jì)顧問(wèn)有限公司，深圳 518053)

1 工程概況

龍華文體中心位于深圳市龍華區(qū)清湖社區(qū)，定位為龍華區(qū)市民的健身場(chǎng)所，以群眾日常文體活動(dòng)為主，兼顧中小型賽事(丙級(jí))。同時(shí)作為區(qū)劇團(tuán)工作的宣傳、展示載體，是便于轄區(qū)職工、青少年、婦女、兒童更好地了解劇團(tuán)工作的文化體育設(shè)施項(xiàng)目。項(xiàng)目主要包括體育館、室內(nèi)游泳池、體育場(chǎng)、青少年宮、小型商業(yè)配套以及體育場(chǎng)、綠地等室外設(shè)施。建筑效果圖見(jiàn)圖1。本工程已于2021年10月28日完成主體結(jié)構(gòu)驗(yàn)收。

圖1 建筑效果圖

總用地面積為84 011.63m2，總建筑面積為108 557.84m2。項(xiàng)目用地呈三角形，其中07-03地塊用地面積為19 034.73m2，設(shè)置室外運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地及景觀(guān)綠化；07-05地塊用地面積為64 976.9m2，設(shè)置為體育和文化場(chǎng)館建筑設(shè)施，由體育功能區(qū)、青少年宮及兩層空中花園上的小建筑組成。體育功能區(qū)包括體育館、游泳館、體育場(chǎng)、室外運(yùn)動(dòng)場(chǎng)及商業(yè),青少年宮分為劇場(chǎng)、培訓(xùn)、辦公、商業(yè)。

體育館由訓(xùn)練場(chǎng)和比賽場(chǎng)、看臺(tái)及觀(guān)眾、運(yùn)動(dòng)員、競(jìng)賽管理、媒體、技術(shù)設(shè)備等功能用房組成，共4層，建筑高度23.85m。青少年宮由劇場(chǎng)、培訓(xùn)室、商業(yè)等組成，共4層，建筑高度23.85m。游泳館由標(biāo)準(zhǔn)泳池、訓(xùn)練池及戲水池組成，共2層，建筑高度23.80m。體育場(chǎng)由標(biāo)準(zhǔn)足球場(chǎng)、賽道、看臺(tái)組成，建筑高度17.787m。地下室共2層，地下1層為商業(yè)、培訓(xùn)、泳池設(shè)備用房、車(chē)庫(kù)及設(shè)備用房，地下2層主要為車(chē)庫(kù)、人防及設(shè)備用房。游泳館和體育場(chǎng)看臺(tái)范圍地下僅有1層地下室，體育館和青少年宮地下有2層地下室。

設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為50年，建筑結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)，抗震設(shè)防類(lèi)別為乙類(lèi)，抗震設(shè)防烈度為7度，基本地震加速度為0.1g，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，建筑場(chǎng)地類(lèi)別為Ⅱ類(lèi)。地面粗糙度類(lèi)別為C類(lèi)。方案階段，驗(yàn)算變形時(shí)基本風(fēng)壓w0采用0.75kN/m2，構(gòu)件承載力計(jì)算時(shí)按基本風(fēng)壓的1.1倍取值，即w0=0.825 kN/m2；初設(shè)階段，采用風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果。

2 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

擬建場(chǎng)地原始地貌主要為殘丘坡地，局部地段為丘間谷地，現(xiàn)場(chǎng)地為空地。根據(jù)鉆探揭露，場(chǎng)地內(nèi)地層自上而下依次為：①人工填土、②-1淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、②-2粉質(zhì)黏土、②-3粗砂、③礫質(zhì)黏性土、④-1全風(fēng)化花崗巖、④-2強(qiáng)風(fēng)化花崗巖、④-3中風(fēng)化花崗巖、④-4微風(fēng)化花崗巖。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)踏勘結(jié)果，擬建場(chǎng)地及其周邊未發(fā)現(xiàn)巖溶、滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷、地面沉降、采空區(qū)及活動(dòng)斷裂等不良地質(zhì)作用和地質(zhì)災(zāi)害，場(chǎng)地屬較穩(wěn)定區(qū)域。在鉆孔揭露和控制范圍內(nèi)，擬建場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件較復(fù)雜，其場(chǎng)地穩(wěn)定性較好，地基穩(wěn)定性較好，可以建筑擬建物。深基坑及巖面起伏較大是該場(chǎng)地的主要工程地質(zhì)問(wèn)題。

預(yù)應(yīng)力管樁以強(qiáng)風(fēng)化巖層作為樁端持力層。該樁型的優(yōu)點(diǎn)是采用成品樁，施工速度較快，技術(shù)、工藝成熟，且造價(jià)較低。缺點(diǎn)是：采用錘擊施工時(shí)，會(huì)對(duì)周?chē)h(huán)境產(chǎn)生噪音及震動(dòng)影響；單樁承載能力較低。場(chǎng)地開(kāi)挖至設(shè)計(jì)地下室標(biāo)高后，揭露地層為②-2粉質(zhì)黏土、殘積③礫質(zhì)黏性土及④-1全風(fēng)化花崗巖，樁長(zhǎng)差異較大；另外，強(qiáng)風(fēng)化花崗巖面起伏較大，局部有孤石，成樁較困難。

鉆(沖)孔及旋挖灌注樁單樁承載力高，樁徑及樁長(zhǎng)選擇自由度大，沉降量小，易于滿(mǎn)足本工程結(jié)構(gòu)大荷載的要求，且無(wú)需專(zhuān)門(mén)降水，對(duì)周邊環(huán)境影響小，穿透能力強(qiáng)。但缺點(diǎn)是工程費(fèi)用相對(duì)較高、持力層鑒定不直觀(guān)、樁身質(zhì)量及樁底沉渣不易控制，施工過(guò)程中產(chǎn)生的泥漿不方便排放，易造成環(huán)境污染。若選用該樁型，施工時(shí)則應(yīng)采取適當(dāng)控制措施，防止樁基質(zhì)量問(wèn)題的發(fā)生。

根據(jù)地勘報(bào)告，地下室底板板底標(biāo)高橫跨②-2粉質(zhì)黏土層、人工填土，大部分底板處于人工填土，底板下土質(zhì)不均勻。因此，綜合考慮，采用樁基礎(chǔ)結(jié)合防水板的形式，承臺(tái)做成等厚度形式，長(zhǎng)×寬為3.8m×3.8m，厚度為1 500～2 500mm；地下1層防水板厚度為400mm，局部500mm；地下2層防水板厚度為500mm，局部700mm。對(duì)不同樁徑和混凝土強(qiáng)度等級(jí)的灌注樁和PHC樁進(jìn)行了樁基選型，綜合造價(jià)和施工速度等因素，確定采用500mm直徑的PHC樁，以④-2強(qiáng)風(fēng)化花崗巖為持力層(抗壓兼抗拔樁)或僅入④-1全風(fēng)化花崗巖，按樁長(zhǎng)控制(抗拔樁)，采用靜壓施工。單樁抗壓承載力特征值取為2 200kN，單樁抗拔承載力特征值取400kN。

3 主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1 結(jié)構(gòu)建模及基本概況

本項(xiàng)目最大建筑高度為23.85m，地上4層，地下2層。主體結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，其中體育場(chǎng)看臺(tái)屋蓋和體育館屋蓋采用大跨度鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)[1-5]。采用YJK和MIDAS Gen軟件進(jìn)行分析，結(jié)構(gòu)計(jì)算模型如圖2所示。

圖2 結(jié)構(gòu)計(jì)算模型

游泳館位于龍華文體中心的西北角，共2層，地下室為1層。1層外廊道標(biāo)高從地面至7.8m處，2層屋面標(biāo)高從7m平臺(tái)至20m處。通過(guò)室外大平臺(tái)與其他單體聯(lián)系。游泳館屋蓋為單坡大跨度屋蓋，上下高差為13m，跨度為42m，屋面設(shè)有屋頂花園，屋蓋跨中覆土最厚處為1.2m，坡道覆土均為0.6m。

體育場(chǎng)看臺(tái)位于游泳館東側(cè)，緊挨游泳館，整個(gè)看臺(tái)為兩層結(jié)構(gòu)。1層層高4.7m，2層層高3.6m?？磁_(tái)形狀狹長(zhǎng)，南北向134m，東西向19m，看臺(tái)鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)屋蓋支撐在看臺(tái)弧形梁處。

體育館位于龍華文體中心東部入口處，地上3層，地下室為2層。1層層高7m，2層層高8.5m，3層往上為網(wǎng)架屋蓋。為了滿(mǎn)足建筑使用功能，地下室1層未設(shè)置頂板，地下室2層頂板位于-3.1m標(biāo)高處，直到地上2層設(shè)置樓板，屬于局部大開(kāi)洞結(jié)構(gòu)。整個(gè)體育館東西向柱距為60m，南北向柱距100m，1層與室外大平臺(tái)相連，外廊道由室外大平臺(tái)延伸至2層，且外廊道為單邊懸挑結(jié)構(gòu)。

青少年宮位于龍華文體中心南部，緊鄰體育館，屬錯(cuò)層結(jié)構(gòu)，退臺(tái)層高分別為7，4.5，4.5，6m，地下室為1層。通過(guò)室外大平臺(tái)與其他單體互相連接。青少年宮段在結(jié)構(gòu)上是一個(gè)連續(xù)懸挑的坡道，懸挑跨度為8.1m，緩坡處理讓整體建筑的天際線(xiàn)更加柔和舒展，建筑體量也被最大化地消隱。青少年宮屋頂設(shè)置逐層退臺(tái)的空中花園，屋面覆土最高處厚1.2m。

室外大平臺(tái)是連接游泳館、青少年宮、體育館3個(gè)單體的橋梁，結(jié)構(gòu)層高7m，并且延伸至整個(gè)龍華文體中心的外沿，其中包含車(chē)道、人行道、綠化帶、消防疏散通道等各類(lèi)建筑功能。荷載作用較復(fù)雜。其中平臺(tái)處綠化帶覆土厚度統(tǒng)一為0.6m。

3.2 結(jié)構(gòu)分縫

結(jié)構(gòu)輪廓平面尺寸較大，考慮溫度應(yīng)力和混凝土收縮徐變可能帶來(lái)的不利影響，結(jié)合平面特點(diǎn)和標(biāo)高關(guān)系，設(shè)置3條結(jié)構(gòu)伸縮縫(圖3)，將結(jié)構(gòu)劃分為3個(gè)單元。通過(guò)設(shè)置多道后澆帶(間距不大于30m)，來(lái)防止鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)因溫度變化和混凝土收縮引起開(kāi)裂，后澆帶設(shè)置位置如圖3所示。地下室標(biāo)高示意見(jiàn)圖4。采用有限元方法計(jì)算樓板的溫度應(yīng)力并考慮收縮徐變的影響，根據(jù)計(jì)算得到的溫度應(yīng)力，附加補(bǔ)強(qiáng)鋼筋，確保樓板不會(huì)開(kāi)裂。

圖3 結(jié)構(gòu)分縫示意圖(多個(gè)標(biāo)高投影)

圖4 地下室標(biāo)高關(guān)系示意

3.3 結(jié)構(gòu)分層不明顯

現(xiàn)有規(guī)范體系的計(jì)算控制指標(biāo)基本上都是基于層的概念提出的，如位移比、剛度比等。由于坡道和2層(屋面)大平臺(tái)橫跨各個(gè)樓層，使得水平力的向下傳遞具有多個(gè)路徑，各樓層的分界不明顯，無(wú)法采用規(guī)范給定的設(shè)計(jì)指標(biāo)來(lái)明確評(píng)價(jià)。

從結(jié)構(gòu)所受荷載來(lái)看，恒載(自重)、活載、溫度荷載及混凝土的收縮徐變等，都與材料(外荷載)的固有特性相關(guān)，是客觀(guān)存在的，與樓層的劃分沒(méi)有必然聯(lián)系。風(fēng)荷載與結(jié)構(gòu)的迎風(fēng)面投影面積相關(guān)，荷載數(shù)值與所處絕對(duì)位置相關(guān)，而不是樓層的相對(duì)劃分。地震作用在規(guī)范體系中與層的聯(lián)系較為緊密，規(guī)范中大多數(shù)層概念的指標(biāo)也與地震力的取值息息相關(guān)。而實(shí)質(zhì)上，振型分解反應(yīng)譜法(CQC法)是通過(guò)計(jì)算結(jié)構(gòu)的各階固有振型和節(jié)點(diǎn)質(zhì)量得到各振型下節(jié)點(diǎn)各個(gè)自由度上的地震作用當(dāng)量，再由這些當(dāng)量匯總得到宏觀(guān)的樓層地震作用，而不是先有樓層地震作用再進(jìn)行分配。因此，構(gòu)件的地震力與層無(wú)關(guān)。層相關(guān)的宏觀(guān)指標(biāo)，如層剛度比、抗剪承載力比等，可引起地震力的調(diào)整。本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，這類(lèi)抗震措施是從結(jié)構(gòu)抗震的概念上來(lái)判斷常規(guī)結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生的薄弱部位，并予加強(qiáng)以保證結(jié)構(gòu)的受力安全。

對(duì)于分層不明顯的結(jié)構(gòu)，采用三維空間結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件可準(zhǔn)確計(jì)算構(gòu)件所承受的各種荷載作用。用YJK和MIDAS Gen軟件進(jìn)行了對(duì)比復(fù)核；采用性能化設(shè)計(jì)，通過(guò)中震、大震分析等技術(shù)手段，可有效找出結(jié)構(gòu)可能的薄弱環(huán)節(jié)，并采取相應(yīng)的補(bǔ)強(qiáng)措施。

3.4 嵌固端位置

地下室頂板和地下1層底板均存在復(fù)雜的標(biāo)高關(guān)系或樓板大開(kāi)洞(圖4)，不適合作為嵌固端，因此選擇地下室底板作為結(jié)構(gòu)的嵌固端。根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ 3—2010)，地下室頂板的板厚取160mm。

3.5 鋼網(wǎng)架設(shè)計(jì)

根據(jù)《空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ 7—2010)[6]第4.1.3條“各種復(fù)雜形體的空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，當(dāng)跨度較大時(shí)，應(yīng)通過(guò)風(fēng)洞試驗(yàn)或?qū)ｉT(mén)研究確定風(fēng)載體型系數(shù)”，委托華南理工大學(xué)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了風(fēng)洞試驗(yàn)。測(cè)壓建筑模型依據(jù)建筑圖紙資料，以剛性材料制作而成，幾何縮尺比為1∶200。試驗(yàn)?zāi)Ｐ桶惭b在風(fēng)洞試驗(yàn)段內(nèi)4m直徑的轉(zhuǎn)盤(pán)上，圖5為位于風(fēng)洞中的測(cè)壓模型，包括建筑本身及周邊建筑，試驗(yàn)以36個(gè)風(fēng)向角在湍流邊界層來(lái)流條件中進(jìn)行。

圖5 龍華文體中心測(cè)壓模型

大跨度屋蓋結(jié)構(gòu)的等效靜風(fēng)荷載比較復(fù)雜，首先采用CQC法對(duì)體育館屋蓋結(jié)構(gòu)進(jìn)行風(fēng)振響應(yīng)計(jì)算，找出X，Y，Z向位移響應(yīng)最大的節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行第二次多目標(biāo)風(fēng)振響應(yīng)計(jì)算，計(jì)算得出不同風(fēng)向角下的節(jié)點(diǎn)力，考慮結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性的影響，可作為設(shè)計(jì)荷載使用。將所得各工況下的節(jié)點(diǎn)力通過(guò)計(jì)算軟件分工況反加到結(jié)構(gòu)計(jì)算模型中，施加各風(fēng)荷載工況下的節(jié)點(diǎn)力。

體育館和體育場(chǎng)看臺(tái)屋蓋跨度大、體型復(fù)雜，柱位和邊界條件不規(guī)則，被允許的結(jié)構(gòu)厚度小，綜合考慮采用了鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的大跨屋蓋形式，用鋼量低，造價(jià)相對(duì)便宜[1-4,7-8]。設(shè)計(jì)中采用多軟件進(jìn)行了對(duì)比分析，確保計(jì)算結(jié)果的可靠性。分析了柱位和柱剛度對(duì)網(wǎng)架受力的影響，通過(guò)分析確定了支座水平剛度并回代至整體結(jié)構(gòu)計(jì)算中予以復(fù)核。根據(jù)以往項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)應(yīng)全面分析其傳力路徑的可靠性和節(jié)點(diǎn)細(xì)部構(gòu)造可能產(chǎn)生的影響，方能確保設(shè)計(jì)安全[9-10]。采用ABAQUS軟件驗(yàn)證了支座節(jié)點(diǎn)的受力性能，滿(mǎn)足受力需求。根據(jù)大跨結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)和重要性，進(jìn)行了鋼屋蓋的整體穩(wěn)定性分析，包括彈性、材料非線(xiàn)性和幾何非線(xiàn)性，并用構(gòu)件拆除法做了抗連續(xù)倒塌的模擬分析，整體滿(mǎn)足要求[1]。

4 小震作用計(jì)算分析

采用YJK和MIDAS Gen軟件分別進(jìn)行多遇地震作用下的靜力計(jì)算分析，驗(yàn)證結(jié)構(gòu)各部位在多遇地震作用下的性能目標(biāo)。YJK及MIDAS Gen軟件均為三維空間分析軟件，能夠很好地模擬本工程的實(shí)際情況，兩者計(jì)算結(jié)果吻合良好。

施工圖階段設(shè)置伸縮縫，將整個(gè)模型分成三部分，其中游泳館(含體育場(chǎng)看臺(tái))部分和青少年宮(含體育館)部分兩個(gè)模型的周期對(duì)比結(jié)果分別如表1，2所示，由表可知，兩種軟件計(jì)算得到的周期結(jié)果基本吻合。

游泳館部分模型周期及相對(duì)誤差 表1

青少年宮部分模型周期及相對(duì)誤差 表2

為進(jìn)一步校核兩種軟件在復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用可行性，隨機(jī)挑選了若干個(gè)構(gòu)件，對(duì)比分析YJK與MIDAS Gen模型中各構(gòu)件的單工況內(nèi)力，并分析相應(yīng)的誤差大小?？紤]到模型大小、分析工作量、數(shù)據(jù)樣本的完整性和有效性等因素，游泳館模型挑選了40根梁構(gòu)件，20根柱構(gòu)件；青少年宮模型挑選了81根梁構(gòu)件，51根柱構(gòu)件。

在本項(xiàng)目的計(jì)算分析中，YJK和MIDAS Gen兩種軟件的整體計(jì)算指標(biāo)基本一致。各構(gòu)件的單工況內(nèi)力和組合內(nèi)力值有一定的誤差，但誤差超出10%的數(shù)據(jù)較少，游泳館部分模型和青少年宮部分模型的誤差比例分別為4.3%和6.1%，在可接受的范圍內(nèi)，具有統(tǒng)計(jì)意義上的一致性。因此，可以認(rèn)定兩種軟件計(jì)算模型的結(jié)果基本一致，均具有可靠性。

對(duì)本項(xiàng)目進(jìn)行小震彈性時(shí)程分析，地震波由YJK軟件自帶，根據(jù)場(chǎng)地類(lèi)別和特征周期選擇了5條天然波和2條人工波，持時(shí)40s，峰值加速度35cm/s2。7條時(shí)程曲線(xiàn)所得到的基底剪力與規(guī)范譜CQC法計(jì)算值的比值的最大值為110%，最小值71%，均在規(guī)范要求的65%～135%之間，并且7條時(shí)程曲線(xiàn)計(jì)算所得結(jié)構(gòu)基底剪力的平均值與CQC法計(jì)算得到的基底剪力的比值X向?yàn)?4%，Y向?yàn)?8%，均在規(guī)范要求的比值80%～120%之間，地震波的選取滿(mǎn)足《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50011—2010)要求。個(gè)別樓層時(shí)程分析的樓層剪力結(jié)果略大于CQC法的結(jié)果，將依據(jù)該比值結(jié)果對(duì)這些樓層的剪力進(jìn)行放大。

5 中震、大震作用計(jì)算分析

采用YJK軟件進(jìn)行中震計(jì)算，并進(jìn)行中震屈服判別，分析結(jié)構(gòu)在設(shè)防地震作用下的工作情況。通過(guò)不同的參數(shù)設(shè)定，分別驗(yàn)算了中震不屈服和中震彈性?xún)煞N工況，復(fù)核不同構(gòu)件的中震性能水準(zhǔn)，作為調(diào)整構(gòu)件截面、配筋的設(shè)計(jì)依據(jù)。內(nèi)力值涵蓋恒載、活載、各方向地震作用(含偶然偏心，最不利地震方向、豎向地震)、風(fēng)荷載、溫度荷載。典型柱中震彈性計(jì)算結(jié)果如圖6所示，A-1柱直徑D為1 000mm，柱長(zhǎng)度為5 140mm。由圖6可知，所有工況的組合內(nèi)力值均落在構(gòu)件承載力的PMM包絡(luò)曲面內(nèi)，滿(mǎn)足中震不屈服的性能目標(biāo)要求。

圖6 體育館支承屋蓋A-1柱彎矩M-軸力N曲線(xiàn)

采用PKPM SAUSAGE軟件進(jìn)行罕遇地震作用下的動(dòng)力彈塑性時(shí)程分析，分析了結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下的變形、構(gòu)件塑性發(fā)展、分布情況，驗(yàn)證了大震不倒的整體目標(biāo)和各類(lèi)構(gòu)件的大震性能水準(zhǔn)。

6 溫度應(yīng)力分析

混凝土收縮徐變是混凝土材料的長(zhǎng)期固有特性?；炷两Y(jié)構(gòu)及其構(gòu)件的徐變、收縮效應(yīng)伴隨著結(jié)構(gòu)施工的全過(guò)程和使用期，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件長(zhǎng)期的撓度變形、內(nèi)力重分布和剛度等性能都有不可忽視的影響?；炷恋氖湛s應(yīng)變是混凝土齡期的時(shí)間函數(shù)，同時(shí)又與混凝土強(qiáng)度等級(jí)、尺寸、環(huán)境相對(duì)濕度、水泥材質(zhì)等因素有關(guān)系?；炷恋男熳兣c作用應(yīng)力同向，大小與作用應(yīng)力成正比，也是混凝土齡期的時(shí)間函數(shù)。

本項(xiàng)目結(jié)構(gòu)平面尺寸超過(guò)了《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50010—2010)要求的伸縮縫最大間距，需要同時(shí)進(jìn)行溫度應(yīng)力分析，根據(jù)國(guó)內(nèi)的研究成果和工程經(jīng)驗(yàn)，100～200m左右的超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)有成功不設(shè)伸縮縫的經(jīng)驗(yàn)。而對(duì)于微膨脹劑與后澆帶等技術(shù)措施，在行業(yè)內(nèi)仍有爭(zhēng)議存在。對(duì)此，采用較為合理的溫度應(yīng)力分析是采取合理措施的重要依據(jù)。

采用YJK軟件進(jìn)行考慮收縮徐變的溫度荷載效應(yīng)的彈性分析，計(jì)算得到樓板應(yīng)力。同時(shí)使用SAP2000軟件CEB-FIP90的公式計(jì)算收縮徐變，將兩種軟件得到的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比?？紤]整體環(huán)境溫差的影響，計(jì)算時(shí)考慮升溫20℃及降溫20℃兩種情況。

YJK軟件是按照線(xiàn)彈性理論計(jì)算結(jié)構(gòu)的溫度效應(yīng)，對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)，考慮到徐變應(yīng)力松弛特性等非線(xiàn)性因素，溫度效應(yīng)引起樓面應(yīng)力積累、變形積累導(dǎo)致首層邊框柱產(chǎn)生附加彎矩?；炷列熳兣c約束變形同向，可以一定程度抵消溫度效應(yīng)，相當(dāng)于卸荷效應(yīng)。實(shí)際的溫度應(yīng)力并沒(méi)有彈性計(jì)算的結(jié)果那么大。因此在組合系數(shù)的基礎(chǔ)上，應(yīng)乘以0.3(徐變應(yīng)力松弛系數(shù))。

采用SAP2000軟件CEB-FIP90的公式計(jì)算收縮徐變，得到的數(shù)據(jù)完全為彈性計(jì)算結(jié)果，不考慮彈性-徐變特征。

采用YJK和SAP2000軟件計(jì)算得到的2層大平臺(tái)樓板溫度應(yīng)力計(jì)算結(jié)果如圖7所示，應(yīng)力分布趨勢(shì)基本一致，洞口周邊應(yīng)力集中，溫度應(yīng)力較大。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，在樓板寬度較小的局部應(yīng)力集中的位置設(shè)置伸縮縫(圖3)，以緩解溫度和收縮徐變的影響。地上采用框架結(jié)構(gòu)，整體約束相對(duì)較小，溫度和收縮徐變效應(yīng)不是特別明顯，樓板應(yīng)力可控。地下室頂板的計(jì)算結(jié)果如圖8所示，由于地下室外墻、人防墻、泳池側(cè)壁等構(gòu)件的存在，約束增加，溫度應(yīng)力明顯增大。設(shè)計(jì)中，根據(jù)溫度應(yīng)力的計(jì)算結(jié)果，對(duì)梁柱和樓板的配筋進(jìn)行包絡(luò)設(shè)計(jì)，予以補(bǔ)強(qiáng)，確保結(jié)構(gòu)不開(kāi)裂。

圖7 2層大平臺(tái)樓板溫度應(yīng)力(分縫前)/MPa

圖8 地下室頂板溫度應(yīng)力(分縫前)/MPa

7 結(jié)語(yǔ)

(1)結(jié)合地勘資料，通過(guò)選型分析，龍華文體中心項(xiàng)目采用PHC預(yù)應(yīng)力管樁+防水板基礎(chǔ)。

(2)通過(guò)理論分析，層的概念不影響結(jié)構(gòu)受力，僅數(shù)據(jù)指標(biāo)的宏觀(guān)表現(xiàn)形式不同，采用三維空間結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件可合理計(jì)算結(jié)構(gòu)反應(yīng)并進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)YJK和MIDAS Gen兩個(gè)軟件在構(gòu)件內(nèi)力層面進(jìn)行校核，精度可滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

(3)地下室頂板樓面標(biāo)高復(fù)雜，故將嵌固端下移，設(shè)置在底板。

(4)鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)采用多軟件對(duì)比分析，對(duì)整體穩(wěn)定性、關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)受力等進(jìn)行補(bǔ)充分析，可確保計(jì)算結(jié)果可靠。

(5)按層模型統(tǒng)計(jì)指標(biāo)不適用于本工程，采用基于性能的設(shè)計(jì)方法，對(duì)構(gòu)件進(jìn)行了多軟件對(duì)比的小、中、大震性能目標(biāo)復(fù)核，可保證構(gòu)件滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

(6)超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)通過(guò)合理的溫度樓板應(yīng)力分析方法和結(jié)構(gòu)縫的構(gòu)造措施，可緩解溫度和收縮的影響，控制樓板不開(kāi)裂。