（国防工程研究院勘察设计研究所，北京 100036)
摘要：本工程为某单位综合保障楼，是集公共餐厅和文体活动中心于一体的多功能综合保障建筑，楼层分区功能明确，层次分明。该工程结构设计中的不利因素较多，针对这些不利因素采取了相应的技术措施和设计方法，可以为类似工程的结构设计提供参考。
关键词：建筑结构；平面不规则；错层结构；预应力空心板
1.工程概况：
该工程建筑面积11926平方米，主要由办公、餐饮、健身等功能组成。该建筑地下二层，地上十层。其地下一、二层为库房，地上一、二层为厨房操作间，三~六层为餐厅，七~十层为办公室和健身活动用房。该工程由于地形限制，其平面形状为“L”形，为建筑立面美观，“L”形角部做成局部凹角。该工程的标准层平面如图1所示。
2.工程特点：
该工程由于场地限制及建筑立面造型要求，其平面及立面造型复杂、多变。与一般工程相比，该工程具有许多结构设计的不利因素，给结构设计带来了较大困难。具体体现在几下几个方面：
（1）平面凹凸不规则；
（2）楼板局部不连续；
（3）部分框架柱在上部楼层被取消；
（4）由结构试算结果，该建筑扭转不规则。
3.技术措施：
由于该工程的复杂性，经过反复论证及综合分析比较，确定设计原则如下：
建筑整体结构采用框架-剪力墙体系，剪力墙墙厚200~350不等，设置于“L”形建筑的两个端部及角部，提高结构的整体性以及抗侧、抗扭刚度。
针对该工程的结构特点，具体措施如下：
（1）平面凹凸不规则，如图2所示。
该工程平面形状为“L”形，其两肢的外伸长度分别为28.4m及25.2m，均大大超出抗震设计规范中外伸肢不大于建筑宽度0.3倍的要求，属平面凹凸不规则。
按规范要求，在结构计算模型中不再按刚性楼板假定，采用符合楼板平面内实际刚度变化的计算模型，将楼板设为“弹性板”以考虑楼板的平面内刚度。
（2）楼板局部不连续
在该建筑的七层和九层，为了实现建筑使用功能要求，局部楼板开大洞口，七层结构平面图如图3所示。
该洞口面积超过该楼层楼面面积的30%，且“有效楼板宽度”小于“楼板典型宽度”的50%，超出规范限值，属于楼板局部不连续，如图4所示。
（3）有局部楼层错层
根据建筑要求，该工程一层入口门厅处出现了错层的情况:一层层高为4.8m，门厅层高5.6m。
现浇钢筋混凝土楼板在整体结构中起着协调竖向构件共同手里的作用，错层结构由于楼板不连续，会引起构件内力分配及地震作用沿高度分布的复杂化，对结构设计十分不利。
在该工程的设计中，对错层结构的处理措施为：采用了以楼板为界，增加标准层的方法，将错层部分的楼板人为分开，实现相同楼层的梁板标高不相同的目的。同时从概念设计的角度出发，强化了错层结构的抗震构造措施。
（4）“L”形凹角连接构造
该工程的东南角因建筑造型需要做成凹角的形式，角部仅靠一跨楼板相连，属于“角部重叠”型平面，《高规》指出不宜采用此类平面布置。根据计算结果，其纵向和横向两个矩形建筑的地震效应差别较大，结构扭转效应非常明显。
经过多次分析比较和反复试算，确定采用刚性强连接的方式进行角部连接部位的结构设计，采用增加板厚、加强配筋等方法，确保连接部位有足够的刚度，以协调纵横两部分建筑的内力和变形。同时提高连接部位的构造措施，提高结构的抗震能力。
4.结构计算：
该工程抗震设防类别为标准设防类（丙类），抗震设防烈度为8度（0.2g），场地土类别为II类，采用框架-剪力墙结构，框架抗震等级为三级，剪力墙抗震等级为二级，采用中国建筑科学研究院的PKPM系列软件进行计算。
在结构程序计算中采用的主要方法简单介绍如下：
大跨度结构采用预应力空心板的结构型式，如图5所示，根据抗震规范要求，在结构计算中考虑竖向地震力对该结构的影响。
错层结构采用了增加标准层的方式，考虑楼板平面内刚度削弱的影响，将错层楼板设定为“弹性膜”进行“总刚分析方法”计算，并将其与刚性楼板假定下的楼板计算结果进行分析对比。在抗震计算中考虑了双向地震作用和偶然偏心的影响。
本工程有2项平面不规则的情况，且存在错层、大跨度、局部连接较弱等抗震不利因素，为确保结构安全可靠，采用时程分析法进行了多遇地震下的补充计算。
该工程的主要计算结果如下：
（1）地震作用下层间位移角：
X方向最大位移角1/1602，Y方向最大位移角1/1707。
（2）地震作用下的结构周期如下表1所示：
（3）时程分析法计算结果：
时程分析法取3组时程曲线进行计算，计算结果显示，在部分楼层时程法计算结果包络值大于规范反应谱法计算结果。据此结果调整了地震力，重新进行结构计算，如图6所示。
（4）其它计算结果：
地震作用刚重比：X向17.026，Y向16.930；
轴压比：框架柱的轴压比为0.30~0.60，剪力墙的轴压比为0.10~0.20；
框架梁、柱、剪力墙、连梁配筋均无超筋情况。从整体计算结果看，本工程结构布置及结构选型均比较合理。
5.地基基础：根据该工程的地质勘察报告，地基持力层为粉质粘土层，地基承载力特征值fak=140kPa。考虑该工程有二层地下室，其基础形式采用上反肋梁式筏板基础。
6.结束语：
通过该工程的结构设计，总结设计体会如下：
（1）现在的建筑方案复杂、多变，造成不少结构设计中的不利因素，作为结构工程师应当根据建筑的实际情况与建筑师密切配合，适当的调整建筑的平面和立面布置，在满足建筑使用要求的同时，力求结构安全合理、经济适用。
（2）对于结构复杂的工程项目，要总结归纳其结构受力特点，对关键部位和关键构件有针对性的采取相应技术措施，强调概念设计的重要性，从全局着眼解决问题，在符合规范要求的前提下，满足工程使用功能的需要。
参考文献
[1] GB 50011-2010（2016年版）建筑抗震设计规范.[S].
[2] JGJ 3-2010高层建筑混凝土结构设计规程.[S].
[3] 朱炳寅. 建筑抗震设计规范应用与分析[M]. 中国建筑工业出版社, 2011.
论文作者:陈 伟
论文发表刊物:《城镇建设》2019年第11期
论文发表时间:2019/8/13
标签：楼板论文; 结构论文; 工程论文; 建筑论文; 平面论文; 结构设计论文; 所示论文; 《城镇建设》2019年第11期论文;