先锋大厦的结构设计

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1、先锋大厦的结构设计先锋大厦的结构设计 一、 工程概述： 先锋大厦位于泉州市泉秀中路与田安路交汇处北侧，富豪大厦之东，是一座集 商住及办公为一体的高层建筑。建筑占地面积 1086.32 平方米，建筑面积 1.52 万平方米，地面上高度为 50.7 米，地下深度为 4.2 米。结构层数为地上十六层 ，地下一层。各层建筑的主要功能为：地下一层为设备用房及车库，地面一层 为商店，夹层为摩托车库，二十五层为住宅。该建筑原由泉洲某设计院设计， 基础第一次采用大直径冲钻孔灌注桩，由于未注意基础土层中含泥粉细砂具有 流沙性质，采用钻芯法检测时，发现有些桩存在严重确陷，芯样为含泥砂浆， 砼离析，检测不合格。第二

2、次采用静压预应力高强度管桩，是一种新型的预制 桩，其桩身混凝强度等级为 C80,桩径 500mm，单桩设计承载力达 2300kN，经静 荷载试桩，满足承载力要求。由于种种原因，改为本院承当此工程设计任务， 此时，尚未施工承台。 二、 方案设计： 调整后标准层平面图 由于桩已施工，柱网不能调整太大，考虑到原结构体系在 m 轴左下分为两个单体，左下横向仅楼电梯间设置少部剪力 墙，其量太少，不如合并为一体。这样，仍然可满足规范要求， 不仅可减少造价，增加美观，而且使中间剪力墙筒可以分担左 下部的水平力，整体受力更加协调。另外在 7 14 轴处增加几道 剪力墙，可以弥补横向剪力墙少的缺点。基础设计时，

3、可调整 承台形状，尽量使上部荷载作用点与桩位形心对齐。 三、 上部结构设计： 上部结构计算采用建筑科研院编的多层及高层建筑结构空间有限元分析软件 SA TWE 计算。该软件采用墙元模拟高层结构中剪力墙的，这种墙元对剪力墙的洞 口的大小及空间位置无限制，具有较好的适应性，可以较好的模拟工程中剪力 墙的实际受力状态。采用该软件，计算结果会比较合理。 1）主要结构计算参数 抗震设防 7 度近震（泉州地区） 剪力墙抗震等级二级 框架抗震等级三级（框架承担的底部倾覆弯矩小于 50%） 场地土类别：III 类场地土 周期折减系数：0.8 地震力放大系数：1.1(根据地质报告，y 向场地特征周期 0.45s

4、) 2) 主要活荷载取值： 住宅、办公楼：1.5kN/m2 厨房、卫生间：2.0kN/m2 挑出阳台、停车库：2.5kN/m2 商 店:3.5 kN/m2 基本风压：0.6X1.1=0.66 kN/m2 3) 计算结果： 考虑 18 个振型,可满足计算精度。周期及剪质比见下表： T1 T2 Qox/Ge Qoy/Ge 1.3495s 1.2053s 3.27% 2.54% 以上结果显示,计算结果是合理的,周期值基本是框剪结构的 经验值范围(0.8-1.0n,n 为层数)；由于 X 向剪力墙较 Y 向 多，故其剪质也较大,其值大于 1.5%较多,反映出本工程结 构刚度较大，整体应是偏于安全。 在

5、地震及风荷载作用下最大结构位移： X 向地震 Y 向地震 X 向风荷载 Y 向风荷载 层间位移 1/1837 1/1637 1/8214 1/2961 层间位移 1/2286 1/2017 1/7376 1/3106 由此可见，本工程承受的水平力主要由地震作用起控制作用。 为避免柱长期处于高应力作用下的不良影响，本工程四层以下 采用 C40 混凝土，实际控制柱轴压比不超过 0.75-0.8,底层柱 最大截面为 850X850;控制其箍筋体积配筋率大于 1.0-1.2。对 于短柱,箍筋采用全长加密。另外，考虑到楼层内转角处容易 应力集中，该处板厚及配筋适当加强。角柱按双偏压计算，配 筋按构造要求

6、处理。 四、 地下室结构设计: 地下室顶板可利用 SATWE 软件新增的功能，与上部结构一 起建模，定义地下室层数，计算时考率顶板的嵌固作用,施工图 设计时，相应加大顶板板厚(本工程采用 150 厚)，并且至少有 30%的板筋拉通。 地下室底板不仅须考虑底板自身荷载及车库荷载等活荷载， 而且还须考虑水浮力作用。计算分别按上述两种情况按倒梁楼 盖法计算。其中考虑水浮力作用时，可扣除底板及垫层自重， 本 工程水位较高，根据地质报告，地下水还具微承压性，综合各 种情况，考虑自底板垫层，水位高为 3.5m,扣除 100 厚垫层及 300 厚的底板，实际考虑底板每平方米承受水浮力 25.5 kN/m2。

7、另 外由于地梁面与承台面同一标高,地梁的计算长度应该算到两承 台边,输入的柱可参靠承台尺寸输入截面，地梁配筋时还须考虑 承受上柱 1/10 轴力的拉力。 地下室侧壁有两种计算方法，一种按连续双向板配筋，另一 种直接按一端固定，一端铰接的单向板计算。本工程采用后一 种方法计算，地下室外墙柱不再计入侧土压力。荷载除考虑土 压力外，考虑行车及地面堆载 20 kN/m2. 地下室应在满足其它专业的同时，尽量浅埋，以减少土方量， 减小水浮力。本工程还须进行抗浮计算。对于 7-10 轴下方单层 裙房，考虑自重后仍不足以抵抗水浮力。由于预应力管桩中空， 仅在桩顶 1.2m 内范围通过后浇 C40 混凝土并预

8、埋钢筋与承台 连接，其承受拉力性能很差，不能起抗拔桩作用。为了解决抗 地下室底板配筋图 浮问题，可以利用已废弃的原冲钻孔桩。为此我们要求甲方对裙 房下的四根大直径冲孔桩进行动测实验。结果表明，该四根桩未 发现有严重缺馅，其最小桩径为 1200，我们决定利用这四根桩 作为抗拔桩, 考虑桩侧摩阻力及桩身自重，计算表明，满足抗浮 要求。 五、 基础设计： 由于一些预应力管桩为躲避原废弃的大直径冲钻孔灌注桩,造 成桩位不规整,给承台设计带来了很多麻烦。我们严格按照规范 要求，首先计算桩的形心，计算通过桩形心的上部柱墙的合力， 然后按桩基规范 5.1.1-2 条计算各桩的反力，通过计算，各桩均 能满足设计承载力要求，最大桩反力均不超过 1.2 倍单桩承载力 设计值。承台计算进行抗弯，抗冲切计算。其计算略。 六、 设计体会： 先锋大厦因为其桩已施工完毕，而上部又进行较大的改动， 取消抗震缝，增加剪力墙，对原有受力发生巨大改变。对此进行 设计，有困难，有挑战，需详细分析受力才敢做出这种更改。胆 大心细才能完成此设计。以后将努力学习理论知识，充实自己， 迎接更大挑战。