带裙房主体结构设计研究

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摘要：为了提高建在坡地上的商业裙房结构的设计质量，本文结合项目实际，对其结构计算进行了分析，并提出在类似项目中的设计质量控制措施，从而为建在坡地上的商业裙房结构设计提供参考。

关键词：商业裙房；结构；设计

1工程概况

本工程为沁源县城中村（棚户区）改造安置房紫盛苑项目5号楼，建设地点位于山西省长治市沁源县县城西侧，胜利路与小河街交叉口西北侧空地内。坡屋面，主楼地上8层（带闷层），地下1层；裙房地上1层，无地下室。主楼和裙房连成一体，总建筑面积：6443.98m2。南立面和东立面室外标高为-0.30m，室内外高差0.3m；北立面和西立面室外标高为2.25m，室内外高0.75m。基础设计等级为乙级。本工程建在坡地上，受场地约束条件的限制，在地震或风等水平荷载作用下将产生很大的扭转，为抗震不规则结构。

2基础设计

2.1工程地质情况

本工程根据建设单位提供的《沁源县城中村改造安置房2号地块建设项目岩土工程勘察报告》进行设计，根据勘查报告，拟建场区土层属于可进行建设的一般场地。

2.2基础选择

本工程主楼采用钢筋混凝土筏板基础，基础位于第四层土，承载力不满足要求，采用CFG桩处理地基，处理后复合地基承载力不小于200kPa；裙房采用钢筋混凝土独立基础，基础位于第二层湿陷性粉土，承载力满足要求，采用1米厚三七灰土处理地基土的湿陷性。

3结构计算分析

3.1主要计算参数

主体结构和裙楼的抗震设防烈度为7度，抗震设防类别为丙类。设计基本地震加速度为0.10g，所属的设计地震分组为第二组，场地类别为Ⅱ类，基本风压为0.50kN/m2，地面粗糙度为B类。

3.2明确抗震等级要求

设计人员进行带裙房高层的建筑结构设计时，要明确结构的抗震等级，严格按照国家标准开展设计工作。根据工程建设规范《山地建筑结构设计标准》（JGJ/T472-2020）和《建筑抗震设计规程》（GB50011-2010）的规定，本工程底部在地震中期望其具有良好的抗震性能，故地下1层至地上2层抗震等级为二级，地上3层至屋顶抗震等级为三级，根据建筑结构的实际情况进行分析，选择合适的抗震设计方法，保证抗震性能达到规定要求。

3.3结构整体分析

本工程应根据接地部位的实际约束条件，采用合适的分析软件建立合理的、与真实受力相符的分析模型，对内力分析结果应分析判断其合理性。地震影响系数最大值取0.5，场地特征周期取0.08s，结构弹性状态阻尼比取0.05。计算振型数应使各振型参与质量之和不小于总质量的95%。底部加强区从首层至地上2层顶。

3.4多遇地震下的弹性时程分析

整体分析分别采用SATWE和PMSAP两种程序进行计算，采用考虑扭转藕联振动影响的振型分解反应谱法计算地震作用，并考虑偶然偏心及双向地震作用，两种软件分析得出的结构反应特征基本吻合，结构周期比、层间位移角及位移比均能满足规范要求。从上述计算结果可以看出，每条地震波大于反应谱法的65%且小于反应谱法的135%；各条地震波的平均值大于反应谱法的80%且小于反应谱法的120%。因此，时程分析和反应谱法所得底部剪力基本接近，所选取的地震波满足规范的要求。反应谱法计算的基底剪力略大于弹性时程分析平均计算结果，在后续结构设计中，采用反应谱法计算结果进行设计。

4结构设计质量控制

4.1具体设计方案

进行建筑结构设计时，设计人员要认识到裙房作为商铺，对内部空间需求较高，为了更好地满足商铺营业需求，主楼采用剪力墙结构，裙楼采用框架进行结构设计工作，保证结构质量能达到规定标准。根据规范要求，地下一层顶和首层顶板厚均取0.16m，楼板配筋应采用双层双向通长布置。此外，地下一层顶板和首层顶楼盖应采用考虑楼板面内弹性变形的计算模型进行补充内力分析。结构地上一层顶楼盖和框架梁应补充按偏拉构件设计，其轴向拉力可取弹性楼板时计算值的1.1倍。除此之外，因建筑物两侧存在2.55m的高差，主体结构应考虑地下室侧墙引起的结构刚度偏心，并采取相应的措施。同时，本工程底部抗侧力构件的约束部位不在同一水平面上且不能简化为同一水平面，导致结构产生平面和竖向不规则。在进行构件分析和设计时，宜考虑竖向构件自身的扭转效应。本工程建在坡地上，应进行罕遇地震下的抗倾覆验算。采用振型分解反应谱法计算结构倾覆力矩，然后采用SRSS或CQC组合方法计算结构总倾覆力矩。抗倾覆力矩根据不同方向和接地方式等具体情况进行计算。由计算可知，本工程抗倾覆安全系数为1.56，满足规范要求。

4.2重视基坑开挖设计

（1）基坑开挖时，应根据勘察报告提供的参数进行放坡或支护。非自然放坡开挖时，基坑护壁应做专门设计，以确保道路、市政管线和现有管线及现有建筑物的安全和施工的顺利进行。支护、帷幕及降水应由有相应设计和施工资质的单位承担。（2）在建设场区内，由于施工或其它因素的影响有可能形成滑坡的地段，必须采取可靠的预防措施，防止产生滑坡。对具有发展趋势并威胁建筑物安全使用的滑坡，应及早整治，防止滑坡继续发展。（3）基坑施工前应做好基坑开挖与支护的施工组织设计，充分考虑到基坑开挖与地下水位变化引起的基坑外土体的变形及其对基础桩、邻近建筑物和周边环境的影响。选定开挖机械、开挖程序、机械和运输车辆行驶路线、地面和基坑坑内排水，应采取有效的防水、排水措施，且采取措施避免扰动持力层，不得超挖。基坑内杂物应清理干净，无积水。基坑周边堆载不得超过设计限值。

4.3重视地下室设计

要明确地下室是否可以作为嵌固端，本工程裙房无地下室，主楼地下室与地下车库相连，要考虑停车需求。根据规范要求，详细了解施工区域的实际情况，发现该项目地下室无法对上部结构形成有效的嵌固，根据计算可知地下一层与首层的等效剪切刚度比小于2，故设计人员进行上部结构设计时，将基础顶作为嵌固端。此外，因建筑物两侧室外地面高差为2.55m，本工程地下室挡土墙兼作支挡结构，地下室挡土墙和土体间会产生静力和动力相互作用，需将土静力或动力地震作用施加到地下室挡土墙与主体结构组成的结构体系上，根据规范取有地震作用时地下室挡土墙的主动土压力为不考虑地震作用时的1.165倍。故计算地下室挡土墙时，还应考虑结构在地震作用下向边坡移动时产生的土压力，可取被动土压力、罕遇地震作用下结构传给地下室外墙的弹性地震作用与静止土压力之和两者的较小值。计算可知地下室挡土墙墙厚取0.25m，竖向配筋取，水平配筋取，拉筋为梅花型布置。

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作者：冯洁 单位：山西省第二建筑设计院