大型超市結(jié)構(gòu)設(shè)計探索

大型超市結(jié)構(gòu)設(shè)計探索摘要：本文通過結(jié)合大連山姆會員店設(shè)計實例以及相關(guān)實踐經(jīng)驗，提出對于商場的結(jié)構(gòu)方案選取，針對商場不設(shè)縫而提出室內(nèi)恒溫下超長結(jié)構(gòu)的應(yīng)對以及室外溫度計變化劇烈的環(huán)境下結(jié)構(gòu)超長的應(yīng)對措施，以及針對商場荷載大特點而優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，同時總結(jié)了一些設(shè)計建議，為同類工程所參考。

關(guān)鍵詞：商場設(shè)計；綜合體設(shè)計；溫度應(yīng)力；結(jié)構(gòu)設(shè)計

1．工程概況

大連山姆會員店地上5層（含夾層），局部地下一層，地面以上高度22.2米，地下室埋深5.7米。總建筑面積地上約51891平方米，總用地面積26758平方米。該建筑類型屬于大型超市，柱網(wǎng)較大，商場部位標(biāo)準(zhǔn)柱跨為12米，上部兩層大型超市和兩層停車庫，結(jié)構(gòu)型式采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。

2.商場結(jié)構(gòu)方案考慮

對于商場結(jié)構(gòu)方案選取來說應(yīng)當(dāng)在保證結(jié)構(gòu)安全、滿足使用功能、符合國家強條規(guī)范和節(jié)能、環(huán)保要求的前提下，盡量做到美觀、經(jīng)濟、實用。從工程實踐情況來看，針對大型商業(yè)建筑獨立設(shè)置（無塔樓的情況）時一般為3~6層大體量建筑，這種情況的結(jié)構(gòu)類型適宜采用框架結(jié)構(gòu)，不應(yīng)采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)。對于大商業(yè)作為塔樓的裙房設(shè)置時，當(dāng)塔樓與裙房之間不能分縫時，可能存在塔樓偏置，裙房盡量采用框架結(jié)構(gòu)，必要時也可考慮框架剪力墻結(jié)構(gòu)。對于本大型商場工程，上部兩層大型超市和兩層停車庫，結(jié)構(gòu)型式采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。

3．溫度應(yīng)力問題及其應(yīng)對分析

該建筑的使用特點決定了按照國家規(guī)范規(guī)定設(shè)縫會給建筑帶來較大的使用不便，對應(yīng)建筑超市部分由于使用功能的要求而結(jié)構(gòu)設(shè)計時采取不設(shè)縫。但鑒于該部分建筑水平投影總長120m，按照國家規(guī)范要求框架結(jié)構(gòu)設(shè)縫距離為55m，該建筑要求不設(shè)縫總長已大大超過國家規(guī)范要求，僅僅采用普通的加強措施已無法滿足設(shè)計要求。同時，對該結(jié)構(gòu)采取溫度應(yīng)力計算，經(jīng)過結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力計算結(jié)果表明，如果溫差變化較大用加大鋼筋用量來抵抗混凝土收縮徐變和溫度應(yīng)力已無法實現(xiàn)。

較大的溫度應(yīng)力會導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫，其主要有兩部分組成：（1）混凝土澆搗時的收縮裂縫，此類裂縫在混凝土的裂縫中占到了絕大部分的比例。（2）結(jié)構(gòu)在使用中由于溫度變化而造成的混凝土收縮、膨脹應(yīng)力造成的混凝土結(jié)構(gòu)裂縫，該裂縫在建筑使用的長期變形中出現(xiàn)。特別是在北方溫差變化加大地區(qū)，該溫度裂縫在建筑平面的角部與溫度應(yīng)力云圖邊界呈同等位置分布。為有效地解決以上的溫度應(yīng)力問題將該問題分為兩個部分來解決：

（1）室內(nèi)恒溫下超長結(jié)構(gòu)的應(yīng)對；

（2）室外溫度計變化劇烈的環(huán)境下結(jié)構(gòu)超長的應(yīng)對。

所對應(yīng)的技術(shù)措施：（1）對于結(jié)構(gòu)室內(nèi)恒溫（或較小溫度變化）下超長混凝土框架結(jié)構(gòu)的裂縫分布主要和施工期間的工序和混凝土澆搗質(zhì)量有關(guān)，因為溫度變化較小，溫度應(yīng)力已不成為決定因素。所以混凝土的澆搗、施工順序、混凝土的配合比、及混凝土中外加劑成了重要的防治抗裂的技術(shù)內(nèi)容。在超長部位根據(jù)不同的平面位置設(shè)置出多塊混凝土澆筑區(qū)域采取分批澆筑，每批澆筑的混凝土區(qū)域均以20m區(qū)域跳倉澆筑。在建筑中部設(shè)置一條貫通建筑長度方向的膨脹后澆帶，膨脹后澆帶寬2m，在結(jié)構(gòu)屋頂混凝土達到設(shè)計強度前不得封堵。

（2）針對室外露天框架結(jié)構(gòu)的使用環(huán)境較惡劣，在此位置除了采用于室內(nèi)相同的技術(shù)手段外需要針對該部位的特殊情況做處理。采用與室內(nèi)相同的技術(shù)手段，在樓板頂部車道耐磨層內(nèi)設(shè)置保溫層，防止溫度影響劇烈，使得結(jié)構(gòu)總體處于溫度緩慢變化階段；同時在樓板底部亦設(shè)置保溫層。對于本結(jié)構(gòu)的露天區(qū)域部位加大板鋼筋配筋量。

4．商場荷載大的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)對

針對商場部位荷載較大，商場部位結(jié)構(gòu)設(shè)計時要充分考慮到叉車行走荷載，及三米高貨架荷載。同時在本商場結(jié)構(gòu)設(shè)計時，因為局部夾層的存在使的局部框架梁梁高受到限制，為解決此問題，本結(jié)構(gòu)設(shè)計時在梁的布置上采用了幾種方案模式來初算評估，方案分別是：

（1）十字交叉梁及其板內(nèi)僅有雙向（每向各一根）次梁。

（2）井字次梁及其板內(nèi)每個方向兩根均部次梁。

（3）單向次梁及其在短跨方向采用兩根次梁。

針對商場荷載大特點，通過對上述三種結(jié)構(gòu)方案采取計算分析比較，計算結(jié)果中表明，其中方案一的梁配筋及板配筋最大，同時梁的高度也最高，為最不經(jīng)濟的的做法。方案二配筋均勻，平面結(jié)構(gòu)剛度較大，但是配筋梁也不小，同時會造成施工的不便，以及每根次梁均需支模板，該項費用及人工均不經(jīng)濟。而方案三在短跨方向梁配筋較大，但長跨均為構(gòu)造配筋，同時樓板因為是單向板，在非受力方向配筋可大大減少。

5．商場的基礎(chǔ)設(shè)計應(yīng)對

根據(jù)本商場野外鉆探同時結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)驗，本工程各巖土層承載力如下：雜填土：不宜作天然地基；淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土為fak=75kpa；全風(fēng)化鈣質(zhì)板巖為fak=200kpa，e0=11mpa；強風(fēng)化鈣質(zhì)板巖為fak=400kpa，e0=45mpa；中風(fēng)化鈣質(zhì)板巖為fa=1200kpa，frk=23412kpa。本工程場地抗震設(shè)防烈度7度，設(shè)計基本地震加速度0.10g，設(shè)計地震分組為第一組。根據(jù)已施工鉆孔，初步判定建筑場地類別ⅱ類，屬建筑抗震不利地段。從揭露的場地地質(zhì)條件，擬建建筑物基礎(chǔ)型式采用機械成孔灌注樁，樁端持力層采用穩(wěn)定的中風(fēng)化鈣質(zhì)板巖。

對本工程采用機械成孔灌注樁應(yīng)在施工前應(yīng)進行現(xiàn)場試成孔，以測試成孔可能性及樁參數(shù)。同時針對本商場特點進行樁基采取如下應(yīng)對措施。本建筑類型屬于大型超市，柱網(wǎng)較大，商場部位標(biāo)準(zhǔn)柱跨為12米，上部兩層大型超市和兩層停車庫。該建筑位置屬于濱海位置，底部穩(wěn)定持力層（中風(fēng)化鈣質(zhì)板巖）分布極不均勻，頂部最大高差接近十米但巖層結(jié)構(gòu)良好，屬于較好的持力層。由于上部荷載較大在分析該地塊地質(zhì)報告后決定采用長、短樁（墩）基礎(chǔ)來充分發(fā)揮中風(fēng)化鈣質(zhì)板巖的承載力。該建筑采用嵌巖長、短樁結(jié)合，樁直徑分為兩種1.0m及1.4m，樁（墩）長6m~24m不等。同時由于持力層較好，嵌巖樁所以不存在沉降不均勻問題。但如何檢測樁基承載力成為該建筑樁基施工及檢驗的焦點問題。直徑較小的樁基1.0m直徑，采用靜壓堆載試樁，以節(jié)約試樁費用；直徑較大的樁基1.4m直徑樁承載力已高達14400kn，用較普遍使用的靜壓堆載壓樁已不適合，當(dāng)?shù)匾酂o此高承載力的平衡梁，經(jīng)多方商討后決定采用鉆心取樣結(jié)合低應(yīng)變測試來檢驗樁基承載力。

6．結(jié)語

文章通過結(jié)合大連山姆會員店結(jié)構(gòu)設(shè)計情況，提出對于商場的結(jié)構(gòu)方案選取，針對商場不設(shè)縫而提出室內(nèi)恒溫下超長結(jié)構(gòu)的應(yīng)對以及室外溫度計變化劇烈的環(huán)境下結(jié)構(gòu)超長的應(yīng)對措施，提出加強混凝土澆搗質(zhì)量，以及在樓板頂部車道耐磨層內(nèi)設(shè)置保溫層，防止溫度影響劇烈，使得結(jié)構(gòu)總體處于溫度緩慢變化階段；通過采取以上措施后該建筑經(jīng)過一家年的交付使用，未出現(xiàn)裂縫，得到業(yè)主好評。另外針對商場荷載較大的特點而提出三種結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方案，從方案比較分析表明，采取單向次梁及其在短跨方向采用兩根次梁方案，在短跨方向梁配筋較大，但長跨均為構(gòu)造配筋，同時樓板因為是單向板，在非受力方向配筋可大大減少?；A(chǔ)設(shè)計結(jié)合當(dāng)?shù)爻至犹攸c及習(xí)慣性做法經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計及檢驗方案得到了業(yè)主和當(dāng)?shù)刂鞴懿块T的認可和首肯。

參考文獻：

[1]馮博，孫攀.