结构设计初步探讨

摘 要：近年来，随着我国建筑业的迅速发展，建筑结构难度亦随之不断增加，建筑类型与功能愈来愈复杂，结构体系更加多样化，因而对建筑结构设计要求越来越高。文章对广州万达广场项目B区的结构设计进行初步探讨，说明结构设计的重要性。

关键词：结构设计；标准；混凝土；抗震；刚度

中图分类号：TU247 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）19-0108-02

1 工程概况

拟建的广州白云新城广州万达广场项目位于广州市白云区，旧白云机场范围内。其B区总建筑面积约22万平方米，规划为综合商业购物娱乐用地。地上部分最高为六层，两层地下室（西侧公寓式办公楼大部份区域无地下室）。地面由百货楼、娱乐楼、酒楼、商铺、步行街及公寓式写字楼等建筑物组成；地下室主要功能为平时车库和设备用房、超市。

2 结构设计

2.1 结构设计标准

2.1.1 本工程各部位混凝土强度等级取值范围、环境类别及环境作用等级参考表1。

2.1.2 一般构件的挠度控制值：（1）[f]=L0/200，当L09m。

2.1.3 裂缝宽度控制标准参考表2。

根据广东省标准《建筑地基基础设计规范》DBJ15-31-2003并结合场区实际（东侧有小河，整地块地面坡度较大）为地下水结构设计防水位，分区域取建筑物的室外路面标高。

2.2 结构体系与形式

本工程结构采用钢筋混凝土框架结构体系，其楼面采用普通钢筋混凝土梁楼盖。基本板厚110mm，梁基本截面其中框架梁300×700，其余250×550，基本柱截面800×800。

2.3 抗震措施

本工程的钢筋混凝土框架的抗震等级参考表3，主要柱网尺寸为8.4m×8.4m，8.4m×7.0m，8.4m×9.0m等。由于建筑功能的要求，各层平面均出现了不同程度的开洞现象（主商业区开洞率约14%），对结构抗震不利，因此设计时须加强孔洞边的梁板柱截面及配筋，增强其抗剪、受拉、抗震能力；影院区域局部有夹层使楼板局部不连续，该区域的楼板应采取加强措施，板厚为150mm，钢筋双层双向拉通设置；局部抽柱形成屋面大跨度梁，采取单向密肋梁布置及双向肋型梁布置；商业主入口及建筑平面大空间需要在首层以上局部抽柱，需设置转换柱以减小梁（悬臂梁）跨度，转换梁加强截面及配筋，增强其抗震能力，转换梁附近楼板加强厚度及配筋。对局部梁（悬臂梁）截面受限制处拟采用预应力梁，解决梁裂缝及挠度问题。

2.4 结构材料

2.4.1 钢材。热轧钢筋：HPB235钢筋，fy=210N/mm2；HRB335钢筋，fy=300N/mm2；HRB400钢筋，fy=360N/mm2。框架梁、柱纵筋优先采用机械连接接头。

2.4.2 各部位混凝土强度等级参考表4。

2.4.3 混凝土的抗渗等级。地下一层侧壁、室外部分地下室顶板、屋面板混凝土抗渗等级为P6；地下二层侧壁、地下室底板混凝土抗渗等级为P8。

2.4.4 墙体材料的选用。采用轻质墙体材料，墙体干容重不大于10kN/m3，强度等级不低于MU5，采用M5混合砂浆砌筑。

2.5 基础形式

2.5.1 根据《广州白云新城万达广场岩土工程勘察报告》及由业主组织的并经专家论证的基础方案，本工程主要采用静压预应力管桩基础，桩端持力层选在中风化岩或微风化岩。静压预应力管桩基础选用PHC400AB型桩（配置H2型桩尖），外径400mm，壁厚95mm，单桩竖向承载力特征值800kN。经与地保办协商，为有效减少挤土效应对附近地铁的不利影响，距地铁墙趾外边线20m范围内的基桩采用引孔法压桩，引孔直径为300mm，引孔深度不小于地铁隧道底面标高以下2m。

2.5.2 部分区域因受阻于基坑支护锚杆，采用600径钻（旋挖）孔灌注桩，单桩竖向承载力特征值为1000kN，桩端持力层选在中风化岩或微风化岩下300。

2.5.3 由于本场区为岩溶区域，地质复杂，除单桩竖向承载力特征值取较低值外，视桩施工资料及现场反馈，对桩底持力层有疑问及发现土洞的位置拟作灌浆处理。

3 结构刚度

在建筑结构设计中，除了参考现行的规范《建筑混凝土结构技术规程》外，还要对地方规范进行深入地学习，充分参考地基基础类型和设计处理方法等一些成熟的经验描述和规定，重视工程的结构刚度设计。

（1）为保证建筑结构具有必要的刚度，应对其层间位移加以控制。这个控制实际上是对构件截面大小、刚度大小的一个相对指标。大多数工程实践证明，建在较硬场地上的建筑可以按变形控制，以柔克刚，既安全又经济。建筑的抗侧刚度对结构的抗震性有很大的影响，本工程由于土质较好，基岩埋深也普遍较浅，且建筑多采用桩基础，有一至二层的地下室，持力层坐落在中、微风化岩层或者中硬场地土层，地基的特征周期值较小，在此条件下，建筑的抗侧高度一般可以设计得柔些，参考规程相关规定以结构的极限变形能力作为控制值。在满足变形限值的前提下，结构刚度尽可能设计得小些，这样既降低了地震作用，也使场地与建筑物发生共振的可能性减小，而且也达到了经济目的。

（2） 在建筑的基础设计中，为了确保工程结构刚度，还应综合考虑建筑场地的地质状况及水位、上部结构类型、使用功能、施工条件以及相邻建筑的相互影响，以保证建筑物不致发生过量沉降或倾斜，同时还应注意了解相邻地下构筑物及各类地下实施的位置和标高，以保证基础的安全和确保施工中不发生问题。

4 结束语

建筑结构设计是一个长期、复杂甚至循环往复的过程。在此过程中，任何遗漏或错误都有可能使整个设计过程变得更加复杂，使设计结果存在不安全因素。因此，在每个过程都应该进行认真反复分析和计算，并且要不断地优化设计，最终达到满意的结果。

参考文献：

[1]GB50153-2008.工程结构可靠性设计统一标准[S].

[2]GB50009-2001.建筑结构荷载规范[S].

[3]GB50010-2002.混凝土结构设计规范[S].