康平公寓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1 建筑結(jié) 1年4康平公寓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)潘國雄（廣西建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院南寧［提要］較為詳細(xì)地介紹了康平公寓的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)情況及結(jié)構(gòu)計(jì)算的全過程。著重介紹了基礎(chǔ)選型獨(dú)立基礎(chǔ)的計(jì)算及上部結(jié)構(gòu)構(gòu)造處理。［關(guān)鍵詞］基礎(chǔ)選型柱圓形獨(dú)立基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)構(gòu)造2康平公寓位于南寧市東葛東路體。占地面積為<建筑面積為。1層地下室為設(shè)備用房及停車庫；裙房’層，為業(yè)主自用的辦公樓；主樓3層，為躍層式公寓住宅，層高。圖1為建筑剖面圖?；撅L(fēng)壓取?？拐鹪O(shè)防烈度40類場地，地基土情況見表。場地水文地質(zhì)條件簡單，僅發(fā)現(xiàn)少量上層滯水。經(jīng)過慎重考慮，筆者建議主體結(jié)構(gòu)采用大口徑人工挖孔樁基礎(chǔ)，利用中風(fēng)化泥巖層"為樁端持力層。為使柱傳力簡捷，承臺(tái)及底板受力明確，采用一柱一樁的形式；外挑地下室基礎(chǔ)采用獨(dú)立柱基，利用粘土層#為持力層。獨(dú)立柱基由于荷載小*’中式計(jì)算約為而樁基可以認(rèn)為基本上沒有沉降。因此，雖然采用兩種不同的基礎(chǔ)形式，但兩者沉降差較小，可以在兩者之間預(yù)留施工后澆縫，待地下室施工完畢，獨(dú)立柱基沉降基本穩(wěn)定后即可封縫。

經(jīng)過論證，設(shè)計(jì)時(shí)采用了筆者的建議，主樓底部最大樁底直徑單樁承載力約最小樁底直徑單樁承載力約為。樁端<·柱下圓形獨(dú)立基礎(chǔ)工程參照場地附近已建建筑物而定的點(diǎn)比場地原有地面高，使地下室底板離粘土層#有將近<m的距離。現(xiàn)場試挖表明土層€，&土質(zhì)松軟，極易塌方，獨(dú)立柱基放坡開挖至粘土層已不可能。為解決此問題，經(jīng)與業(yè)主及施工方協(xié)商，決定采用圓形獨(dú)立基礎(chǔ)，即在預(yù)制的圓形混凝土護(hù)壁內(nèi)開挖回填土至層#形獨(dú)立柱基，如圖<所示。*’提供的混凝土基礎(chǔ)彎矩計(jì)算公式及《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范*’提供的基礎(chǔ)抗沖地基土分 表土類及描述土層厚度淤泥質(zhì)土：黑灰%%流塑狀’?注P?為地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值l?為樁周土摩擦力標(biāo)準(zhǔn)值lP?為 樁端土承載力標(biāo)準(zhǔn)值。圖切驗(yàn)算公式均為按矩形基礎(chǔ)考慮的，本工程不能直接套用。根據(jù)獨(dú)立柱基的受力模式，將本工程圓形獨(dú)立基礎(chǔ)的計(jì)算方法簡述如下：抗彎承載力計(jì)算基礎(chǔ)所承受的荷載包括柱子傳來的力、基礎(chǔ)自重*1及其上覆土重量*!。柱子傳來的力包括N（軸力#（彎矩V（剪力。由于柱子只承受地下室頂板和底板傳來的荷載，沒有風(fēng)力及水平地震力，因此，V均較小。設(shè)計(jì)時(shí)為簡化計(jì)N的作用。于是基礎(chǔ)所受的力均為豎向力，基底反力為均勻分布。設(shè)基底凈反力為I（圖的彎矩為：#IˉIA’ ?=N**

圖 圖相差較大時(shí)，按圖<所示破壞5相差較?。蹿呄蛴诜街鶗r(shí)，可能按圖<所示破壞，也可能按圖4所示破壞。當(dāng)柱為圓柱時(shí)，按圖4所示破壞。不論何種破*’中式即’’=iAA為考慮沖切破壞荷載時(shí)取用的基底4中陰影所圍區(qū)域的面積；在圖<中，55OO!在圖4中，若柱為矩形柱，則換算成等面積圓柱，令其rOrOO!a !

的形心

其中其他符號(hào)在*中已明確 15 至截面I在X方向上的距離D為陰影所示區(qū)域。承受彎矩#IˉI的等價(jià)矩形截面為A3=O 算出應(yīng)配鋼筋面積A3w方向在基底均勻設(shè)置?！胺较蜾摻蠲娣e計(jì)算方法依此類推。當(dāng)柱為圓形柱時(shí)，可取’圓周進(jìn)行計(jì)算，如圖’所示。此時(shí)承受彎矩#IˉI的等價(jià)矩形截面應(yīng)為高度為1O，半徑為r的’圓柱面的展開面，即寬高=算出的配筋面積A3理應(yīng)按放射形均勻放置在’圓周內(nèi)且伸過支座。但鋼筋有一定的直徑，在支座內(nèi)不可能層層交叉堆疊，因此可將每根放射鋼筋按面積投影至w“（例如第4根放射鋼筋與w軸夾角為，截面面積為w向投影為在向?yàn)榉謩e迭加，并注意與相鄰’圓周上相同投影方向的鋼筋面積合并是該方向的配筋面積，并沿該方向在基底均勻放置?？箾_切驗(yàn)算由于混凝土為脆性材料礎(chǔ)沖切破壞時(shí)矩形柱可能存在兩種破壞方式+5

解釋，在此不再贅述。本工程圓形柱基礎(chǔ)配筋見表。應(yīng)該說明的是，以上抗彎承載力計(jì)算及抗沖切驗(yàn)算都是取柱與基礎(chǔ)交接處的截面來考慮，設(shè)計(jì)時(shí)基礎(chǔ)變階處的截面也應(yīng)進(jìn)行抗彎配筋計(jì)算及抗沖切驗(yàn)算。不過，大量的工程設(shè)計(jì)實(shí)例表明，當(dāng)基礎(chǔ)各級(jí)臺(tái)階的高寬比相近時(shí)，不論是抗彎計(jì)算還是抗沖切驗(yàn)算，起控制作用的較危險(xiǎn)的截面往往是柱與基礎(chǔ)交接處的截面。由于本工程為公寓及辦公樓圖 圖標(biāo)準(zhǔn)分享網(wǎng)免費(fèi)下 占豎向荷載的0*左右，折減值不大。為留有一定的安全度，在垂直荷載計(jì)算時(shí)不分靜、活荷載，將其作為垂直荷載一次輸入計(jì)算。風(fēng)振系數(shù)及風(fēng)壓高度變化系數(shù)由程序近似計(jì)算，風(fēng)載體型系數(shù)取。圓型柱基礎(chǔ)配 表基底尺寸配筋（雙向每個(gè)臺(tái)階（最大（最小工程采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系。圖*為標(biāo)準(zhǔn)層同二層。為避免梁、柱外露影響住戶使用，布置在廳、房的框架柱采用了異形柱的效果。柱肢厚度取墻厚為1形為"形為?。由于主體結(jié)構(gòu)從二層開始即為公寓式住宅為3m，而裙房的層辦公樓層高為或m裙房與主體間形成錯(cuò)層，僅在及裙房頂層（標(biāo)高二者樓板相平拉通。對戶內(nèi)樓梯中間層、頂層縱橫向框架梁斷開處（

不多，不考慮模擬施工分層加載；懸挑部分化為等效線荷載作用于框架上。由于"B*A軟件不能分析異形柱的內(nèi)力及計(jì)算配筋，因此計(jì)算時(shí)把異形柱用等剛度的矩形柱代替，參與結(jié)構(gòu)計(jì)算。待計(jì)算出這些矩形柱的（N#V后，再單獨(dú)計(jì)算異形柱的配筋。通過計(jì)算達(dá)到了以下三個(gè)目的根據(jù)地震周期、位移及地震力判斷結(jié)構(gòu)方案的合理性得出各構(gòu)件的內(nèi)力及配筋根據(jù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析，判定結(jié)構(gòu)受力不利部位，并采取加強(qiáng)措施。計(jì)算周期與結(jié)構(gòu)位移見表圖’中間 周 表結(jié)構(gòu)位 表荷載工況頂點(diǎn)位移頂點(diǎn)相對位移荷載工況頂點(diǎn)位移頂點(diǎn)相對位移最大層間相對位移w向風(fēng)力向風(fēng)力w向地震向地震0’*,’’3’1·設(shè)計(jì)計(jì)算階段計(jì)算采用軟件圖形輸入。由于含有錯(cuò)層結(jié)構(gòu)，因此計(jì)算時(shí)考慮彎扭耦聯(lián)；因?qū)訑?shù)

結(jié)構(gòu)的總重力VУ=*圖?圖*

m#У=m*V*振型曲線連續(xù)光滑，無大進(jìn)大出，無凹凸曲折。第一振型無零點(diǎn)，第二振型在處有一零點(diǎn)，第三振型在及處有兩個(gè)零點(diǎn)。位移曲線為反*從以上計(jì)算結(jié)果，結(jié)合各項(xiàng)經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，可以看到各項(xiàng)結(jié)果均在正常范圍內(nèi)，并符合以下規(guī)律墻的軸力設(shè)計(jì)值均為壓力柱、剪力墻基本為構(gòu)造配梁基本無超筋除個(gè)別連梁抗剪扭超筋外，墻、連梁均滿足截面抗剪扭的要求。計(jì)算結(jié)果基本正常，可以在設(shè)計(jì)中應(yīng)用。*·施工圖設(shè)計(jì)階段由于程序有計(jì)算錯(cuò)層結(jié)構(gòu)的功能（下轉(zhuǎn)第4*頁其中第二種方法施工簡單，常被采用。但是在個(gè)別情況下也需要采用第一種施工方法，故下面將該施工方法也作一簡單介紹。圖預(yù)應(yīng)力的建立是通過索長的變化來實(shí)現(xiàn)的。假定張拉完畢后斜索中初始應(yīng)力值為，斜索在最終成型后的長度為)，初始下料長度)。大致的施工順序如下精確下料，并在索的上下兩端錨固兩條斜索（見圖通過節(jié)點(diǎn)B橢圓虛線框內(nèi)的連接裝置安裝好長硬桿（見圖通過節(jié)點(diǎn)C的連接裝置安裝短硬桿的一（圖，并通過擰緊連接頭C上內(nèi)螺栓的松緊程度建立起所需的應(yīng)力值通過節(jié)點(diǎn)A或D中虛線框外側(cè)的連接裝置安裝外側(cè)的豎索（圖安裝內(nèi)外側(cè)的水平索（圖在所需位置安裝交叉索（圖最后安裝玻璃。四種典型節(jié)點(diǎn)的詳圖見圖。在安裝豎索前，可能會(huì)由于施工的精確性不夠，出現(xiàn)硬桿的左側(cè)端點(diǎn)不全在同一豎直線上的情況，此時(shí)

可通過調(diào)節(jié)不準(zhǔn)確位置處的內(nèi)螺栓的松緊程度加以校準(zhǔn)。這是一個(gè)不斷修正的過程’個(gè)來回方可達(dá)到要求。圖五、索桁架的其余形式構(gòu)應(yīng)無側(cè)向變形，而在正壓、負(fù)壓下要求索桁架具有對稱性。預(yù)應(yīng)力索之間并不直接接觸而是通過連接裝置或硬桿 圖接的，索的兩端均需固定在支承結(jié)構(gòu)上。按照上面這些要求可繪出一些其余的索桁架形式，見圖’。馮健、張晉同志曾參與部分工作，在此表示謝意。 1··有限單元法基本原理和數(shù)值方法·北京：清華大學(xué)出版社·(·1QRnew1（下轉(zhuǎn)第2*頁至四層辦公樓與主樓的錯(cuò)層可以直接輸入計(jì)算。程序計(jì)算結(jié)果表明，錯(cuò)層處梁無超筋，柱軸力為壓力，按構(gòu)造配筋即可滿足要求。但由于錯(cuò)層對結(jié)構(gòu)抗震較為不利，錯(cuò)層處的柱由于計(jì)算高度變小，其計(jì)算高度與柱截面長邊之比小于已形成短柱，因此我們在錯(cuò)層處采取了一些構(gòu)造措施進(jìn)行加強(qiáng)樓面相平的一、四層樓板加大板厚，取板配筋亦相應(yīng)加大*錯(cuò)層處柱子箍筋加密區(qū)的體積配箍率按規(guī)程’1中表中軸壓比大于一欄采用，并沿柱全高加密箍筋，以提高柱的延性，形成強(qiáng)柱弱梁的塑性破壞機(jī)制，提高結(jié)構(gòu)的抗震能力。對于因建筑功能要求而被切斷與相鄰框架在某一方面的聯(lián)系的框架，我們也作了相應(yīng)的加強(qiáng)處理。如圖1O所示，在頂層一榀框架中Z1Z的聯(lián)系被切1既非邊柱，亦非角柱。它在w方向等同于中

“向則等同于躍層柱，它在“向的計(jì)算高度等同于兩層樓高。對其縱向鋼