玉陇湾B栋楼板开洞复式高层的结构设计

【摘要】本工程±0.000=27.500（黄海高程），地下室层高3.6m～3.7m，场地原貌为剥蚀残丘，场地稳定性较好。底板、承台、垫层底面大部分落于第四系残积土（粉质粘土）。基础形式为人工挖孔扩...

摘要：本文简要介绍玉陇湾B栋塔楼楼板开洞复式高层的结构设计。包括楼板开洞后的楼层侧向刚度分析，未开洞层楼板超长采取措施，转换层及薄弱位置构造加强。

关键词：楼板开洞；层间梁；转换层

1 工程概况

玉陇湾项目位于惠州市淡水泗水人民三路西侧，由A、B两栋高层组成，抗震设防烈度6度，地震设计分组第一组，基本风压0.55kPa；场地类别II类。其中B栋地下二层，地上三十一层，地面上建筑高度98.150m。地下二层为设备用房和车库，地面一～三层为商业，商业顶设置局部转换层，三层以上为复式住宅，分奇数层和偶数层，奇数层楼板开洞较大，楼板削弱明显。建筑效果图见图1，部分结构平面图见图2。

2基础地下室设计

本工程±0.000=27.500（黄海高程），地下室层高3.6m～3.7m，场地原貌为剥蚀残丘，场地稳定性较好。底板、承台、垫层底面大部分落于第四系残积土（粉质粘土）。基础形式为人工挖孔扩底灌注桩，桩端持力层为中风化含砾泥质砂岩，根据地质报告，中风化岩桩端阻力特征值qpa=2170kPa，扩大头直径约为桩身直径1.5倍，桩身混凝土强度等级为C35，采取剪力墙下布桩。

地下室底板板厚500mm，采取纯板式防水板，柱网尺寸8400x8000mm，地下一层及顶板采取单向板肋梁楼盖体系，地下一层板厚120mm，主梁300x750mm，次梁300x600mm，顶板板厚180mm，主梁600x800mm，次梁300x800mm，地下室外墙墙厚为400～300mm，均控制与水土接触面裂缝宽度≤0.2mm，配筋率为0.3～1.0%。地下室室隔30～40m左右设置施工后浇带。

3塔楼结构设计

塔楼墙体厚度300mm，局部转换位置400mm厚，竖向构件混凝土强度等级C60～C30，梁板混凝土强度等级为C30。

1）转换层设计

塔楼在三层顶局部转换，不落地抗震墙的截面面积约为墙体总截面的18%，大于10%，按《建筑抗震设计规范 GB50011-2010》第6.1.1条条文说明，结构体系定义为部分框支抗震墙结构。其中框支层框架及抗震墙底部加强区部位抗震等级为二级，抗震墙一般部位抗震等级为三级，根据《高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ3-20110》第10.2.6条，本工程转换层的位置设置在3层，框支柱、剪力墙底部加强部位的抗震构造措施应再提高一级。转换层下部与上部结构等效侧向刚度比宜接近1且不应小于0.8。转换层楼板厚度不宜小于180mm，双层双向配筋，每层每方向的配筋率不宜小于0.25%，对框支框架及底部加强部位的墙体抗震构造均应满足规范要求。

2）楼板开洞设计

塔楼偶数层楼板开洞较小，奇数层楼板开洞较大，如简单按《高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ3-20110》要求来认定，会增加此结构不规则项，导致结构超限。考虑到本工程的特点，奇偶楼层结构布置具有规律性，且奇数层楼板开洞面积较大，不能形成有效水平传力体系，可以把两个相邻的偶数楼层合并，视为一单元的楼层。即以相邻偶数层的层高作为建模分析，中间奇数层楼层梁按层间梁建模模拟，奇数层相应楼层的荷载及梁刚度调整系数按实际计算结果输入，楼板开洞层间梁模型如图3所示。

根据计算结果，合并后楼层等效侧向刚度竖向分布均匀，楼层等效抗侧刚度X方向约为9.92E+05（kN/m），Y方向约为1.87E+06（kN/m）。对比楼层未开洞时楼层抗侧刚度X方向约为3.22E+06（kN/m），Y方向约为4.20E+06（kN/m），由于奇数层楼板开洞使X方向侧向刚度衰减约70%，Y方向侧向刚度衰减约60%；从结构布置上来看，奇数层楼板开洞面积占整个楼层面积约65%，可见楼板开洞率同侧向刚度被削弱的程度有一定的关系，若定量的确定这一关系尚需做进一步的研究分析。

在实际设计中，为保证结构主体安全，除按层间梁模型计算设计外，并与分层模型计算结果取包络值进行设计。

楼板开洞不仅对结构侧向刚度有削弱影响，且相邻位置的楼板开洞影响到中间墙体的边界支撑条件，会导致墙体两层通高，不利于墙体稳定，设计中应避免一字墙，尽量把墙体设计成T形、L形、槽型和工字形，且墙肢长度不小于3倍截面厚度，以保证墙体截面厚度不致过厚，影响建筑功能使用。

3）超长楼板构造措施

塔楼偶数楼层平面长约58米，宽约13.8m，偶数层楼板长度超出规范要求，楼板设计时采取以下措施：a）沿长度方向在楼层两端部各两跨位置配置拉通筋，并适当提高相应位置的构造配筋；b）加厚开洞位置、楼梯电梯周边及走廊楼板厚度，采取双层双向配筋，提高楼板配筋率；c）在中部设置800mm宽施工后浇带，减小施工期间混凝土水化热对楼板产生的附加应力的影响。

4 结论

1）楼板开洞使楼层侧向刚度下降，当楼板开洞率越大时，楼层侧向刚度下降越大。本工程楼板开洞约65%，侧向刚度衰减约65%，楼板开洞率与侧向刚度衰减幅度的关系有待进一步研究。

2）虽然本工程楼板开洞较大，但楼层奇偶层沿竖向分布均匀，若将相邻偶数层合并为一单元楼层，奇数层楼层梁按层间梁建模模拟，可视本结构为奇偶层合并后的竖向规则结构。

3）对超长楼层板，结构设计应采取相应构造措施和施工措施减小温度和混凝土收缩对结构的影响，如设置施工后浇带、双层双向配筋及提高楼板配筋率等。

作者简介：夏福强，工程硕士，Email：。

参考文献

[1] DBJ15-31-2003 建筑地基基础设计规范[S].（广东省标准）