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浅谈宁波港商务大厦工程结构设计

作者:原创银河国际线上网 时间:2013-08-19 10:25 加入收藏
  【摘 要】对工程结构总体设计、稳定性和抗震性,主楼与裙楼间不均匀沉降三方面作了剖析,为今后工程建设从中吸取有益经验提供了参考。
  【关键词】设计;抗震;沉降  
      1 主楼为高层建筑,荷载很大,主楼柱下宜采用群桩承台,主楼平面和框架柱网相对应主楼平面的主纵横轴线对称,为力求每根桩的承载尽量一致,桩基以纵横等距为宜,设计为3m ×3m。主楼底板之下柱距为 3 m ×3m,之上框架柱网为6.9m×8.1m,底板上、下网距不一,大小相差甚大,更为重要的是主楼荷载很大,底板采用整体阀板最为合适(板厚2.4m)。裙楼地上、地下仅六层,单位基础阀板承载虽然不大,可裙楼柱网8.1m×8.1m每根柱下的桩承载计算面积为8.1m×8.1=56.61m2,桩的承载相应较大,采用双桩对称布置,通过承台来传递柱的荷载,而廊柱和廊柱外围的柱对应的均为柱下独立单桩。柱下桩数和荷载大小对应,设计合理。
  裙楼基础底板单位每面的地基反力和主楼相比甚小,裙楼柱网8.1m× 8.1m,间距又较大,裙楼基础底板采用柱下独立桩承台阀板基础(板厚0.6m)。裙楼底板由地梁和板组成,地梁纵横轴线和柱网吻合,底板承受地基反力结构合理。裙楼四层大会议厅功能要求,平面内不得有柱,平面尺寸21.21m×28.9m,覆盖面积较大,采用螺旋球节点,正方四角锥网架,其杆件受力为轴向受拉(或轴向受压),受力合理,结构自重自然较轻。中庭位于主楼和裙楼之间,主楼五层和裙楼屋顶标高相当,间距23.2m,为中庭采光顶梁提供了支承点。为满足中庭采光顶亮透的要求,采用500mm ×300mm ×14mm钢梁及φ30不锈钢拉索组合成拉索钢梁,钢梁受压、拉索受拉,结构受力合理。
  中庭南北立面点式透明钢化玻璃幕墙,其水平横梁亦是拉索梁结构,在水平面内为拉索梁,承受水平风荷载,可在垂直平面内仅为高300mm、宽500mm 的扁梁结构。在玻璃幕墙自重(500N/m2)作用下,扁梁极易弯曲变形,现中庭、南北立面、玻璃幕墙、扁梁已发生较大的变形,玻璃板块间的搭缝已阶梯型错位,特别是梁的两端,玻璃板块间错位十分明显,影响观感质量,实系工程质量缺陷。如在该梁的垂直平面内也设计成拉索梁结构,既不影响幕墙的亮透,梁垂直平面内抗弯曲变形能力也得以加强,而且幕墙自重系恒载,对应的变形是永久性的,不应忽视,这一缺陷在今后的工程中要力求避免。综上所述:宁波港商务大厦工程,结构设计在满足功能的前提下,选型适当,受力合理,传力路线简明可靠,结构的安全性、可靠性和经济性得到充分的保证。
  2 宁波港商务大厦稳定性和抗震性宁波港商务大厦地下室为2层,东西走向长132.96m,南北走向宽97.5m,地下室平面尺寸较大,为满足建筑功能要求,主楼与裙楼之间不设置沉降缝。主楼与裙楼间的不均匀沉降采用后浇带等措施解决。地下室底板、顶板、地下一层平面结构和侧壁均被后浇带分割为成6个单体,主楼为1个独立的单体(Ⅰ区),裙楼为5个单体。待建筑物沉降速率甚小,沉降稳定混凝土自身收缩完成、结构主体封顶、全部填充墙完成之后,方才进行后浇带施工,使整个地下室及主、裙楼构成一个刚性整体。主楼和裙楼之间不设沉降缝,不仅满足了建筑功能要求,还将主楼和裙楼在结构上形成一刚性整体。
  这和主楼与裙楼之间设置沉降缝相比,结构的稳定性和抗震性将大大提高。如果将主楼和裙楼间的后浇带改为沉降缝,那么主楼和裙楼则被分割成结构上各自独立的两个单体,主楼的平面仅为2631m2,而不设沉降缝,主楼和裙楼整体结构的平面为12963m2,因此不设沉降缝的结构支承平面是设置沉降缝后主楼结构支承平面的5倍。经粗略计算,就建筑物砼结构的自重而言,主楼混凝土自重为56518T,重心标高9.910m;裙楼砼自重为50846t,重心标高-12.600m(裙楼地上结构自重甚小,而地下结构自重和主楼相当。裙楼混凝土结构自重重心标高为一个较大的负值)。
  不设沉降缝主楼和裙楼结构上为一个刚性整体,主楼和裙楼重力的 合 成 , 整 体 结 构 重 心 标 高为 -0.752m。整体结构的重心位置较单体主楼混凝土结构的重心位置大大降低。综上所述:不设沉降缝,整体混凝土结构的支承平面为主楼混凝土结构支承平面的五倍,整体砼结构的重心位置(-0.752m)较主楼单 体 混 凝 土 结 构 的 重 心 位 置(+9.910m)大大的降低。故不设沉降缝使得结构的支承平面成5倍扩大、结构重心位置大大降低,稳定性大为提高,抗震能力增强。填充墙和装饰主楼多、裙楼少,地上多、地下少,而相应重心位置主楼高、裙楼低。故填充墙和装饰自重对主楼结构混凝土重心(+9.910m)的影响(增高)大,对裙楼结构砼重心(-12.600m)的影响(增高)小。考虑填充墙和装饰自重的影响,不设沉降缝。建筑物整体的重心,比只计算砼自重建筑物整体结构的重心降低的数值将更大,相应稳定性、抗震性的提高更为显着。不设沉降缝原本是为了满足功能要求,而随之产生的建筑物稳定性的提高、抗震能力增强,其意义远超过满足建筑功能,这一点特别对高层建筑而言显得更为重要.
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