滆湖服務區綜合樓結構設計

劉海鑫　昊佳禎

江蘇省交通規劃設計院有限公司　江蘇南京210005

1、工程概況

    滆湖服務區綜合樓位于寧常高速公路一滆湖服務區內，是一座建筑造型復雜、功能多樣的雙塔高層建筑。該建筑造型獨特。是寧常高速公路上的標志性建筑之一，建筑效果如圖1所示。綜合樓由兩側塔樓和連接兩側塔樓的跨線樓組成，建筑總長134.4m，地下1層地上9層跨線部分2層，建筑總高52.0m，總建筑面積l0800m2。

2、基礎設計

    根據江蘇常州地質工程勘察院提供的寧常高速公路一滆湖服務區《巖土工程勘察報告》，場地地貌類型屬沖積平原，場地位于圍湖區，地形低洼。根據《建筑抗震設計規范》判別為不液化土層，場地類別屬IⅡ類建筑場地。地下水及其土對混凝土和鋼筋混凝土中的鋼筋無腐蝕性，對鋼結構具有弱腐蝕性。

    經過充分的技術經濟比較，為滿足承載力要求，減少基礎沉降，兼顧工期需要決定采用樁基方案。根據該工程地區的實踐經驗采用預應力高強混凝土管樁PHC一600，樁端持力層為5-2層粘土層，單樁豎向承載力特征值為Ra=2400 kPa。考慮到3—2層為中密的粉砂夾粉土層，管樁較難穿越，樁端采用穿透力較強的C型樁尖。

3、結構方案

    理想的結構體系應該是結構受力明確，傳力合理，自重輕．具有合適的剛度和一定的延性。本工程建筑造型復雜、功能多樣，為保證建筑的良好造型，滿足綜合樓功能多樣的要求，經比較分析最后采用受力明確，空間分隔靈活且較為經濟的框架結構。建筑總高度52m滿足《建筑抗震設計規范》(GB50011—2001)對于7度抗震設防區框架結構最大高度55m的要求。

    本工程處于7度抗震設防區，建筑平面呈細長型(寬22.8m長134.4m)。建筑立面高低錯落，對結構抗震極為不利。建筑總長1344m遠遠超出《混凝土結構設計規范》(GB50010—2002)有關現澆混凝土框架結構伸縮縫最大間距55 m的規定，溫度變化對結構內力影響較大。考慮到上述問題設計過程中在跨線樓與兩側塔樓連接處分別設置300mm寬抗震縫一道，合理地將高低錯落不規則的多塔高層結構分成多個獨立規則的結構單元，結構的抗震性能大為改善：另外設縫后各獨立結構單位的長度均控制在55m以內。塔樓與裙樓之間設后澆帶一道，有效地防止塔樓與裙樓的不均勻沉降，又避免過多設縫帶來的建筑構造復雜和造價增加問題。跨線樓3.3m+24.3m+24.3m+3.3m跨線轉換大梁采用預應力混凝土結構，有效減少結構自重和梁高，既滿足結構承載力要求，又符合梁下通車凈空的要求。

4、結構計算及分析

    本工程設計使用年限50年，結構的安全等級為2級，地面粗糙度為A類，基本風壓Wo=0.45 kN/m2，基本雪壓 So=0.加kN/m2，抗震設防烈度為7度，設計基本地震加速度為0.10 K，設計地震分組為第一組，建筑抗震設防類別為丙類，建筑場地類別為Ⅲ類，TB=0.45s，結構阻尼系數取0.05。樓屋面活荷載取值按《建筑結構荷載規范)(GB50009—2001)執行，設備荷載由業主提供。

    抗震縫的設置工程分為3個部分，每個部分作為一個獨立的結構進行計算。工程結構整體計算采用中國建筑科學研究院的高層建筑結構空間有限元分析與設計軟件，按振型分解反應譜法進行抗震計算。裙房平面建筑設計大面積共享空間，接開洞周圍彈性樓板，考慮扭轉耦聯計算，預應力跨線轉換大粱的設計以SATWE程序的整體計算結果為依據，粱抗裂計算采用PREC程序進行。

以扭轉為主的第一自振周期T與平動為主的第一自振周期 T之比為0.733小于規范限值0.9，最大彈性位移角l/746小于規范限值l/550。各單元平面扭轉規則，豎向剮度變化均勻，各項指標均能滿足規范要求，工程結構具有較好的安全性能和適用性能。

5、結語

    對于造型復雜、功能多樣的工程結構，采用多方案技術經濟比較十分必要，在保證結構設計安全合理的前提下，滿足建筑功能及建筑造型的要求，井兼顧施工技術和工期的要求。

    為保證計算結果的合理性和有效性，應對所選用的結構分析程序的編制原理和假定有比較透徹的了解，對設計參數的確定要慎重。

    目前工程主體已施工完畢，各項工作進展順利。工程較好地解決了建筑造型復雜及建筑功能多樣所帶來的結構問題。

參考方獻

【1】GB50010—2002混凝土結構設計規范【s】．北京：中國建筑工業出版社,2002．

【2】GB50011-2001建筑抗震設計規范[s】．北京：中國建筑工業出版社,2001．

【2】JGJ3-2002高層建筑混凝土結構技術規程【s】北京：中國建筑工業出版社．2002

【4】包世華，新編高層建筑結構【M】．2版北京：中國水利水電拙版社，2005．

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：溫紅娟  劉紅娟  尹維維 編輯 文徑 審核)