應(yīng)用裝配式建筑的某辦公樓結(jié)構(gòu)設(shè)計

李雪波 邵劍文 陳曉東

(1.杭州運河集團投資發(fā)展有限公司，浙江 杭州 310021； 2.浙江大學(xué)建筑設(shè)計研究院有限公司，浙江 杭州 310028)

應(yīng)用裝配式建筑的某辦公樓結(jié)構(gòu)設(shè)計

李雪波1邵劍文2陳曉東2

(1.杭州運河集團投資發(fā)展有限公司，浙江 杭州 310021； 2.浙江大學(xué)建筑設(shè)計研究院有限公司，浙江 杭州 310028)

某工程在設(shè)計中采用裝配式混凝土框架—剪力墻結(jié)構(gòu)體系和裝配式鋼框架結(jié)構(gòu)體系，采用預(yù)制疊合樓板以及預(yù)制樓梯方式實現(xiàn)建筑工業(yè)化，達到浙江省《建筑工業(yè)化評價導(dǎo)則》的各項要求，可作為其他類似項目的設(shè)計參考。

裝配式混凝土結(jié)構(gòu),裝配式鋼結(jié)構(gòu),預(yù)制率

1 工程概況

本工程位于杭州市江干區(qū)四季青街道，總用地面積23 458 m2，總建筑面積57 110.15 m2。該項目主要建筑物包括有1棟14層的A樓,1棟10層的B樓，見圖1。A樓長84.0 m，寬34.65 m，首層層高4.20 m，標(biāo)準(zhǔn)層層高3.90 m，房屋總高度55.200 m；B樓長84.0 m，寬33.00 m，首層層高4.20 m，標(biāo)準(zhǔn)層層高3.90 m，房屋總高度39.600 m。A樓,B樓下均設(shè)置1層地下室，并連成整體，主要功能為汽車庫、設(shè)備用房、餐廳，局部設(shè)置2個人防防護單元。

根據(jù)浙江省人民政府辦公廳關(guān)于推進綠色建筑和建筑工業(yè)化發(fā)展的實施意見(浙政辦發(fā)〔2016〕111號)規(guī)定的要求：2017年1月1日起，杭州市、寧波市和紹興市中心城區(qū)出讓或劃撥土地上的新建項目，全部實施裝配式建造。本工程采用裝配式混凝土結(jié)構(gòu)和裝配式鋼結(jié)構(gòu)，并滿足GB/T 51129—2015工業(yè)化建筑評價標(biāo)準(zhǔn)和浙江省標(biāo)《建筑工業(yè)化評價導(dǎo)則》(建設(shè)發(fā)(2016)32號)的各項指標(biāo)要求。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.1設(shè)計參數(shù)

1)風(fēng)荷載：50年一遇的基本風(fēng)壓為0.45 kN/m2；地面粗糙度為B類；風(fēng)荷載體型系數(shù)為1.40。塔樓高度小于60 m，承載力設(shè)計時按50年一遇基本風(fēng)壓0.45 kN/m2取值。

2)雪荷載：50年一遇的基本雪壓為0.45 kN/m2；屋面積雪分布系數(shù)為1.0。

3)地震作用參數(shù)見表1。

表1 地震作用參數(shù)表

4)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限為50年；建筑結(jié)構(gòu)安全等級為二級；地基基礎(chǔ)(樁基)設(shè)計等級為甲級；建筑抗震設(shè)防類別為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類(丙類)。

5)結(jié)構(gòu)類型和抗震等級見表2。

表2 抗震等級列表

2.2結(jié)構(gòu)選型和結(jié)構(gòu)布置

本工程地下室為整體地下室，為保證建筑功能以及人防區(qū)防護要求不設(shè)置變形縫；地上A樓,B樓,C樓三個建筑各自獨立，為避免上部結(jié)構(gòu)超限，B樓中部(?軸)設(shè)置抗震縫(兼作伸縮縫)，將B樓分為2個體型較為規(guī)則的單體，A樓采用框架—剪力墻結(jié)構(gòu)體系，不設(shè)縫。各部分結(jié)構(gòu)體系以及結(jié)構(gòu)布置分述如下：

1)A樓。

A樓底層層高4.20 m，其余層高3.90 m，房屋總高度55.200 m，自西向東，6層開始，每2層收進一次，其中11層收進超過25%。2層門廳局部樓板大開洞，形成局部通高，但樓板開洞面積不大于樓板面積30%，有效樓板寬度大于50%，滿足規(guī)范要求。

根據(jù)建筑平面布置和功能要求，結(jié)合結(jié)構(gòu)的受力要求，A樓采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架—剪力墻體系，地上樓層采用預(yù)制鋼筋混凝土疊合板，屋面采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土屋面板。結(jié)合建筑平面布置，在平面中部的樓梯間、電梯井、設(shè)備井道等處墻體布置鋼筋混凝土剪力墻，提供結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度，以滿足結(jié)構(gòu)抗震、抗風(fēng)及變形要求。

2)B樓。

B樓底層層高4.20 m，其余層高3.90 m，房屋總高度39.600 m，自西向東，7層開始，每層收進一次。通過在B樓中部(?軸)設(shè)置抗震縫(兼作伸縮縫)，將B樓分為2個體型較為規(guī)則的單體。設(shè)縫后，2個單體上部樓層收進均發(fā)生在頂部樓層，其他樓層收進均未超過下一樓層的25%，滿足體型收進規(guī)則性要求。

另外，B樓2層樓板開洞面積大于樓層面積30%，形成2層通高，存在局部樓層平面不規(guī)則。B樓房屋總高度39.600 m，小于50.0 m，該樓2個結(jié)構(gòu)單體均采用框架結(jié)構(gòu)，地上樓層采用預(yù)制鋼筋混凝土疊合板，屋面采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土屋面板。

2.3結(jié)構(gòu)不規(guī)則項

1)A樓存在如下不規(guī)則項：

a.規(guī)定水平力作用下兩個方向的最大彈性層間位移與平均值之比大于1.2(考慮偶然偏心)，但小于1.4，屬于平面扭轉(zhuǎn)不規(guī)則，但不屬于特別不規(guī)則。

b.11層收進超過25%，屬于尺寸突變豎向不規(guī)則。

另外，2層門廳局部樓板大開洞，控制樓板開洞面積不大于樓板面積30%，有效樓板寬度大于50%，滿足規(guī)范要求。

可見，A樓存在平面、立面各一項不規(guī)則，屬非超限高層結(jié)構(gòu)。

2)B樓存在如下不規(guī)則項：

a.規(guī)定水平力作用下兩個方向的最大彈性層間位移與平均值之比大于1.2(考慮偶然偏心)，但小于1.4，屬于平面扭轉(zhuǎn)不規(guī)則，但不屬于特別不規(guī)則。

b.B樓2層樓板開洞面積大于樓層面積30%，形成局部2層通高，屬于平面不規(guī)則。根據(jù)建筑平面、立面圖，B樓8層、10層收進大于25%。設(shè)計通過在B樓中部(?軸)設(shè)置抗震縫，將B樓分為2個體型較規(guī)則的單體，設(shè)縫后，8層、10層分屬于2個單體的頂部樓層，其他樓層收進則未超過下一樓層的25%，可滿足體型收進規(guī)則性要求。

可見，B樓存在平面、立面各一項不規(guī)則，屬非超限高層結(jié)構(gòu)。

2.4裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計

根據(jù)浙江省人民政府辦公廳文件浙政辦發(fā)[2016]111號《浙江省人民政府辦公廳關(guān)于推進綠色建筑和建筑工業(yè)化發(fā)展的實施意見》，本工程采取以下措施，以滿足工業(yè)化建筑要求：

1)A樓,B樓為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，預(yù)制構(gòu)件采用疊合樓板，即上部樓層大開間樓板采用疊合板，樓板底部60 mm預(yù)制，上部70 mm現(xiàn)澆。本工程屋面板、與剪力墻連接的樓板、大跨(超過5 m)的樓板仍采用現(xiàn)澆板，保證屋面防水性，保證剪力墻處樓板水平力的傳遞。

2)A樓,B樓樓梯梯段采用預(yù)制構(gòu)件以提高預(yù)制率。同時，梯段與平臺梁之間設(shè)置滑動支座，樓梯構(gòu)件與主體結(jié)構(gòu)之間不傳遞水平力，有利于提高主體結(jié)構(gòu)抗震性能，保障樓梯在地震作用下的安全性。

3)預(yù)制率計算(見表3)。

表3 A樓疊合板混凝土用量統(tǒng)計

根據(jù)浙江省《工業(yè)化建筑評價導(dǎo)則》預(yù)制率計算公式4.1.2：

其中，K預(yù)為預(yù)制率；V預(yù)為預(yù)制構(gòu)件混凝土體積；V疊為疊合構(gòu)件現(xiàn)澆混凝土體積；V總為0.000以上(不含0.000)混凝土總體積。

本工程A樓,B樓0.000以上部分混凝土總體積分別為6 337 m3，4 048 m3，按上式計算，A樓，B樓預(yù)制率均為20.1%，滿足20%的最小預(yù)制率要求。

3 結(jié)語

1)A樓采用裝配式混凝土框架—剪力墻結(jié)構(gòu)，不設(shè)縫，通過調(diào)整剪力墻數(shù)量和位置控制位移比小于1.2，控制樓板開洞面積和寬度避免平面不規(guī)則，避免整體結(jié)構(gòu)超限，確保結(jié)構(gòu)設(shè)計的經(jīng)濟性；

2)B樓采用裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)，結(jié)合上部建筑布置設(shè)置一條抗震縫，避免整體結(jié)構(gòu)超限;

3)A采用少墻框架—剪力墻結(jié)構(gòu)，B樓采用框架結(jié)構(gòu)以降低總混凝土用量，并在合理位置采用疊合樓板并全部使用預(yù)制樓梯，達到裝配式結(jié)構(gòu)預(yù)制率的要求。

Structuraldesignofanofficebuildingappliedwithassembledstructuretechnology

LiXuebo1ShaoJianwen2ChenXiaodong2

(1.InvestandDevelopmentCo.,Ltd,HangzhouYunheGroup,Hangzhou310021,China; 2.ArchitecturalDesignandResearchInstituteofZhejiangUniversity,Hangzhou310028,China)

In the project represented in this paper, assembled concrete frame-shear wall structure and assembled steel structure are appled, by using prefabricated laminated floors and prefabricated stairs, the requirements inEvaluationGuideofConstructionIndustrializationare all achieved, and the application can be the reference of other projects.

assembled reinforced concrete structure, assembled steel structure, prefabrication ratio

1009-6825(2017)28-0051-02

2017-07-23

李雪波(1976- )，男，高級工程師

TU318

A