1、浙江大学建筑设计研究院有限公司 浙江杭州 310000
2、浙江大学建筑工程学院 浙江杭州 310058
摘要：随着国民经济的不断发展，越来越多的商业综合体如雨后春笋拔地而起。商业综合体的设计也越来越复杂，建筑功能越来越多，商业动线越来越复杂，由此对结构设计产生了很多挑战，譬如结构超长、大跨度、大悬挑、大连廊等等。本文结合某商业综合体的结构设计，分析了商业综合体设计的几个关键点，并提出了解决办法。
关键词：商业综合体；温度应力；大跨悬挑梁；大跨型钢梁；滑动支座
一 本工程的概况：
本工程位于宁波市，有两幢高层办公、四幢高层住宅及大型购物中心等组成城市综合体，总建筑面积约29万平方米。本子项中6#楼共19层，高81.550m；7#楼南区共8层，高40.450m；7#楼北区共7层，高37.950m；8#楼共29层，高119.220m。本工程为整体大底盘地下室，计算嵌固端设置在地下室顶板。项目效果图和主楼及地下室区位布置如图1所示。其中7#楼为高层商业，7#楼和6#楼、8#楼设缝脱开，由于7#楼本身结构超长，为了避免结构超限，在适当的位置设缝，本文重点针对7#楼北区商业进行阐述。
结构按照50年设计使用年限设计，建筑安全等级为二级，抗震设防类别为乙类；本场区抗震设防烈度为6度（注：项目设计及施工时按照抗震规范GB50011-2010），-设计基本地震加速度为0.05g，地震设计分组为第一组，场地类别为Ⅳ类，特征周期为Tg=0.65s；50年重现期基本风压为W0=0.50kPa，地面粗糙度为C类。
商业主要使用荷载情况：商业、商铺 3.5KN/m2；商业走廊 3.5KN/m2；厕所 2.5KN/m2；餐厅厨房 4.0KN/m2；空调机房 7.0KN/m2；屋顶花园3.0KN/m2；不上人屋面 0.5KN/m2；自动扶梯荷载及非标的天梯根据厂家反馈的荷载设计。
该商业采用框架结构体系，典型楼层平面如图2所示。由于商业流线的原因，平面楼板开洞较多，造成局部连廊区域的楼板连接宽度较小，因此连廊区域周边楼板加强，板厚采用150mm，以增加楼盖的整体性。由于建筑设有较大的中庭，故结构产生了大跨度型钢混凝土梁（16m）及大跨度悬挑梁（悬挑跨度7m）。
图2 典型平面
二 结构设计的几个关键点：
商业结构典型平面如图2所示，本项目结构设计有以下关键点：
2.1 楼盖结构分析（梁板布置）
裙房楼盖体系包括梁和板，楼盖体系的混凝土用量占整个结构的成本约50%-70%，因此结构平面布置对造价控制非常重要。本工程典型柱网为8.5mX6.4m、8.5m、10.1m，以8.5mx8.5m柱网为例，比较了单次梁、双次梁和十字梁的方案；通过比较分析，双次梁单向布置经济性更好。结合本项目的实际特点，考虑到后期商业调整改造的可能性较大，布置十字梁更加合理。如遇到荷载较大处，采用井字梁的布置方式。
2.2 楼板温度应力的计算
该楼盖平面尺寸约180mX96m，仅通过设置了三道后浇带来释放混凝土收缩应力，因此设计阶段对整个楼进行过了温度应力分析。温度荷载取值根据荷载规范来取值，当地基本气温为-3C0~37C0，太阳辐射结构屋面温度增加11C0，结构初始温度（合拢温度），15C0~18C0。另外，还需考虑收缩当量温差。考虑混凝土收缩徐变效应，结构温度荷载考虑0.3的折减系数。另外，由于温度作用为长期作用，还可以考虑混凝土的刚度按弹性刚度的0.85倍折减。
本工程采用盈建科软件进行温度应力分析，得到楼板的实际温度应力分布图。从整体分析结果来看，由于楼盖的水平长度远大于竖向高度，估楼盖的温度应力主要为水平方向。由于平面的特殊性，在连廊及开洞薄弱处，楼板的温度应力较大，故加强此区域的板厚及配筋，配筋采用双层双向拉通设置
2.3 大跨悬挑梁的设计
该商业设置了较多的中庭，商业流线也比较复杂，外立面也变化较多，故产生了较多的悬臂梁，本项目悬臂梁跨度为4m～7m，局部个别达到了8m以上。常规的走廊区域，悬挑长度在5m以内，构件设置在尽可能减轻自重的情况下，结构本身有足够的刚度，故此区域采用混凝土变截面梁，截面尺寸为600x1200/700，该梁下净高满足建筑功能的需要。对于搁置自动扶梯的悬挑梁，由于扶梯荷载较大，采用了型钢混凝土悬挑梁，截面尺寸为600x1400（mm），内部为型钢梁H1100x300x25x30。悬臂构件对竖向地震作用比较敏感，《高规》4.3.2.3条规定，高层建筑中的大跨度（＞24m）的楼盖和跨度＞8m的转换结构、长悬臂（＞2m）结构，7度（0.15g）、8度抗震设计时应计入竖向地震作用。本工程为6度区，考虑到悬臂梁为关键构件，补充竖向地震计算。
2.4 大跨梁的设计
该商业由与有影剧院和较多的中庭，部分连廊区域跨度约16m。常规楼面荷载作用下，可以采用普通混凝土梁和预应力梁。常规设计思路是在满足挠度的情况下，尽量采用常规的混凝土梁，可以采取加高梁高，加密次梁等措施来满足。如变形不满足要求，可考虑增加预应力。考虑到本项目的特殊性，部分连廊区域又搁置自动扶梯，为了增强结构的整体性，故本工程采用型钢混凝土大梁，截面尺寸为600x1400（mm），内部为型钢梁H1100x300x25x30。。由于该构件为关键构件，故考虑对该梁进行竖向地震分析。
2.5 钢连廊的节点做法
本项目高层商业和住宅之间设有钢结构连廊，跨度约为15m~25m，采用钢结构。连廊部位是整个结构平面应力的集中部位，为了减小对主体结构的影响程度，同时又保证连廊的可靠性，采取在高层商业这侧采用刚接节点，在住宅这侧采取滑动支座设计。一般滑动支座可以采用板式橡胶支座，若荷载和滑动位移较大，可采用盆式橡胶支座。本工程根据连廊的实际情况，选用了单向滑动的盆式橡胶，并在支座周围设置了限位板，可防止极端情况下连廊的滑动脱落和对住宅的碰撞，保护住宅、高层商业和行人的安全。
3.结束语
作者根据本商业综合体的设计，分析了本项目中的几个关键技术点，通过对几个关键技术点的重点分析，根据分析的结果，采取了对应的解决办法，有效的解决了该综合体设计的难点，为以后的类似项目提供了参考的建议。
参考文献：
[1]JGJ 3-2010 高层建筑混凝土结构技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.
[2]GB50011-2010建筑抗震设计规范[S].北京：
[3]于宗飞，史文辉等.商业综合体的设计思考-地上部分[J].建筑结构，2015，45（S1）：141-144
[4]欧妍君，陈星，向前等.超长混凝土楼板温度效应的有限元分析与设计[J].建筑结构，2007，37（9）：89-91
论文作者:陈伟1,蔡朋程2
论文发表刊物:《基层建设》2019年第5期
论文发表时间:2019/5/24
标签：商业论文; 荷载论文; 结构论文; 楼盖论文; 综合体论文; 温度论文; 混凝土论文; 《基层建设》2019年第5期论文;