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宿迁市苏宿邻里中心--明日大厦结构设计

  一、工程概况

  邻里中心是作为集商业、文化、体育、卫生、教育于一体的“居住区商业中心”,成为苏州工业园区借鉴新加坡公共管理经验的成功典范之一。此次在宿迁市建设苏宿邻里中心--明日大厦,位于江苏省宿迁市苏宿工业园区青海路以南、黑海路以西地块,西侧和南侧分别邻接公园和住宅预定地,建筑面积17752 m2。地下1层,地上由一幢6层酒店和三、四层商业组成。6层酒店室外地面以上建筑高度23.250米。为邻里生活圈提供一处复合型的生活空间,兼具休闲游憩与商业服务的功能。首次将邻里中心这一全新的商业模式,引入宿迁市,在当地得到充分的肯定和广泛的赞誉。图1为建筑效果图。


图1 建筑效果图

  宿迁市抗震设防烈度8度,地震加速度0.30g,设计地震分组属第一组,地震作用计算所用的设计特征周期为0.45s。由于属于高震区,因此建筑成本较高,在一定程度上对当地的经济发展有所影响。此次按照业主的要求,结构要设计得经济合理,要有一定的性价比。

  二、基础设计

  根据地勘报告,建筑场地的类别为Ⅲ类,场地土地层从上到下依次为:1号耕土层、2号粉土层、3号淤泥质黏土层、4号粉土层、5号黏土层、6号粉土层、7号含砂姜黏土层、8号粉土层、9号中砂与粉质黏土互层。其中2号、4号饱和粉土层为中等液化土层,且本场区存在软弱土层,为对建筑抗震不利地段。

  基础采用桩基,由于8号土层和9号土层互相交错,极限侧阻、极限端阻力也相接近。因此以8号土层和9号土层为桩端持力层,单桩竖向抗压承载力特征值为790KN。由于有地下室,桩顶标高在2号、4号液化土层以下,因此可不考虑液化土层对桩的影响。

  三、结构分析

  (一)、结构单元

  建筑总体布局上为一回字型建筑,中间设有较大的中庭。层数上有三、四、六层参差不齐。初步考虑结构方案时,设想是否能不设抗震缝,整个建筑连成一体。通过初步试算,刚心和质心偏差较大,结构扭转明显,且中庭开洞较大,于结构体系不利。因此地面以上六层酒店设抗震缝与三、四层商业脱开,均嵌固在地下室顶板上。

  (二)、6层酒店结构体系比选

  建筑柱网尺寸:8mX6m。一、二层为商业用途,层高分别为5.4m、4.5m;三~六层为酒店,层高均为3.3m。结构方案一为框架结构:一、二层柱截面800x800,三层及三层以上柱截面650x650,梁截面450x620(建筑对梁高有限制)。计算结果二层出现薄弱层;最小层间位移角为1/475,小于规范要求的1/550。结构方案二考虑采用框剪结构:但一、二层南北均为大面积玻璃门窗,室内要求能自由分隔,无法布置一定数量的剪力墙。在楼梯间等有限的地方布置少量剪力墙时,最小层间位移角能满足规范1/550的要求,但由于地震作用较大,剪力墙超筋严重,无法调整。布置大量的剪力墙,不仅建筑无法使用,也不能满足业主经济合理的要求。因此又回到方案一框架结构的思路:一、二层柱加大到900x900,梁截面450x850,柱剪跨比按简化公式计算λ=Hn/2h=(4.5-0.85)/(2x0.9)=2.03>2;三层及三层以上柱加大到700x700,梁截面450x620,柱剪跨比按简化公式计算λ=Hn/2h=(3.3-0.62)/(2x0.7)=1.91,再按公式:λ=M/Vh。对柱逐一核算,均大于2。因此不存在短柱的问题。最终薄弱层消除;最小层间位移角>1/550。

  四、抗震构造措施

  本工程场地类别Ⅲ类。按照《抗震规范》3.3.3条,结构抗震构造措施提高一级:为一级。对纵筋最小配筋率、最小配箍率、加密区长度等的要求均有所提高。因此仅在结构设计总说明中标出抗震构造措施提高一级,不便于施工人员的理解和重视。需要设计人员把所有涉及到抗震构造措施的内容表示在图纸上。

  五、对配筋率的控制

  在计算过程中,不断试算梁、柱截面,使配筋率在一个合理的范围以内。根据SATWE配筋简图中的配筋率查询,主框架梁的配筋率0.7~1.5%,符合通常认为的经济配筋率在0.6~1.5%范围以内。

  六、结语

  (一)、在高震区的建筑设计初期,结构应参与建筑方案设计,最好进行结构试算,确定合理的结构方案,也便于后面技术和经济指标的控制。

  (二)、在高震区,片面的一味的加大结构的刚度,一味的“抗”,不一定是一种经济合理的结构方案,有时还适得其反。

  (三)、抗震构造措施的抗震等级和抗震措施的抗震等级不一致时,相关的具体内容宜在图纸中明确,以免引起施工中的混乱。

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