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框架结构的商业综合体结构设计

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 框架结构的商业综合体结构设计

1  工程概况 

鉴于商业综合体作为多功能的综合结构体，因此其结构设计与普通结构相比必定存在一些不同，而且要求应该相对较为严格。本工程为某商业综合体，主要用途为商业零售、购物超市等，建筑面积为11.8万平方米，建筑层数为地上4层，地下1层；地下室主要用作设备房以及停车场。整个商业综合体由大型购物广场、影城及停车场、设备用房等配套设施组成。 

2  综合体设计考虑因素 

1）结构形式选取。

对于商业综合体来说，其主要设计为低层的建筑，但其每一层的建筑面积又较大，从建筑高度考虑在结构选型上主要选取框架结构，而较少采用框架剪力墙结构。对于综合体作为裙房的情况来分析，综合体设计对于塔楼与裙房之间不能分缝时，可能存在塔楼偏置，综合体作为裙房尽量采用框架结构，必要时也可考虑框架剪力墙结构。对于商业综合体结构设计来说，其由于建筑设计要求，一般都会设计成超长结构等，因此对于超长结构的综合体设计必须要考虑到温差应力问题。如果对于温差较小时则温度应力对结构不会造成太大影响，则可采取拉通一般板面钢筋的做法来实现，而不需要采取混凝土中加纤维、预应力或膨胀剂等措施。 

但值得注意的是，有部分商业综合体会存在大跨度及大悬挑结构。对于这种情况设计实践表明，室内步行街中庭、室内步行街桥梁跨度约16 m~20 m，结构高度控制在800，当普通梁无法满足设计要求时，优选采用单向有粘结预应力混凝土梁，或者与机电配合，在满足业主净空要求的前提下适当增加梁高，原则上不选用纯钢结构。 

2）结构设缝。

鉴于商业综合体的地下室一般都考虑作为地下车库，因此对于结构设缝问题，一般都不建议设置永久缝；而对于地上部分结构设置永久缝时也应尽量保证业态完整，避免对步行街产生不利影响；如有可能，应避免形成塔楼重心偏置超过20%的复杂多塔结构。分缝后的结构单元长度宜按照不超过150 m控制。结构上的设缝考虑还必须根据业态划分，一般可**把步行街与综合楼、百货楼、娱乐楼分开，步行街再分为二～三段为宜，但实际设缝应结合具体项目确定。对于室外步行街，**把连接两侧建筑的过街桥两端设置限位滑动支座的方式，使室外步行街与商业综合体断开。单建的室外步行街部分按照规范要求划分结构单元。 

3）结构构件考虑。

①对于综合体的地下室顶板来说，**设计经验表明，顶板适宜采取大板结构，同时要确保顶板的板厚必须满足规范规定，因此顶板适宜采用180 mm厚，这样有效地充分发挥厚板的承载力，从而使得整个顶板设计更加经济合理。如果有特殊情况而不能做成大板形式，则顶板板厚可以减薄至120 mm。但考虑到商业综合体主要用于超市和商业街等，鉴于超市荷载较大，顶板结构类型适宜选取井字梁布置较为经济。虽然井字梁结构形式施工复杂，并不利于施工，但从众多的工程实践表明，井字梁式其经济性优势明显，所以笔者也建议采用该结构类型；②对于综合体的露面设计，考虑到其建筑内部需要设计为大空间，因此对于大空间楼面或屋面结构布置优先采用2700~3000间距单向次梁布置，一般情况普通混凝土梁可以满足要求。对于净空要求较高的情况，则可考虑采取井字梁结构或单向有粘结预应力梁；③对于综合体框架梁截面选取，对于6、7度抗震区，跨度为8米左右的柱网，框架梁截面可采用300×700 mm较为经济，其可有效地减少箍筋用量。而对于次梁如计算允许则适宜选取250×550 mm，这样可以有效地避免设置构造腰筋。其他情况根据计算选择，但要考虑梁高设计必须满足建筑设计要求的净空高度；④对于综合体的地下室主要用作车库，对于要考虑地下室底板抗浮问题，基础底板宜采用下翻柱帽无梁板结构形式，柱帽可根据地质情况等而选取独立柱基础、筏板基础或桩承台，而不宜采用梁板结构。对于无梁板形式的底板结构设计，其计算及配筋按照无梁楼盖设计，柱间不必设置拉梁（或暗梁），同时应当合理确定相关计算参数；⑤对于综合体地下室的外墙设计。地下室外墙配筋表达方式应采用分离式配筋，根据弯矩包络图配筋。并且地下室外墙分布筋配筋率宜适当提高，分布钢筋间距不宜超过150。除上部结构构造或计算需要外，地下室外墙内不宜设置扶壁柱以及暗梁。地下室底板建议一般不挑出外墙，以有效地减少开挖土方。 

3  综合体结构实践 

鉴于本综合体考虑为多层商业建筑，建筑设计柱网为9.0 m×9.0 m。对该综合体结构类型选取上考虑采用框架结构，楼面采用井字梁结构体系。根据地质报告本工程采用预应力管桩基础。同时针对业主要求楼面荷载比较高的特点，其荷载采取7.0 kn/m2及10 kn/m2，从而框架梁截面采用400×800，次梁采用200×650，尽量提高次梁的高度以减少钢筋用量。对框架柱尽量采用高标号砼以减少柱子截面，减少配筋量。另外，中庭大跨处采用钢与混凝土组合梁结构，有效减轻结构自重，增加建筑使用净高，避免高空支模施工。 

结合建筑配置要求，本综合体的地下均不设永久伸缩缝，但采取以下构造措施和施工措施来减少温度和混凝土收缩对结构的影响：①对顶层、底层、山墙和纵墙端开间等温度变化影响较大的部位提高配筋率；②顶层加强保温隔热措施；③每隔30 m～40 m间距留出施工后浇带，带宽为800 mm～1000 mm，钢筋采用搭接接头，后浇带混凝土宜在两个月后浇灌；④采用收缩小的水泥、减少水泥用量、在混凝土中加入适量的外加剂；⑤提高每层楼板的构造配筋率；⑥对办公楼采用部分预应力筋。 

鉴于本综合体结构不采取设缝考虑，必须采取措施来满足其沉降，结合本工程特点，采取以下措施：①适当扩大建筑基础底面积，以减少基底单位面积上的压力；②**设置后浇带，后浇带宜设在车库一侧，后浇带的浇灌时间宜在高层主体结构完工以后；③结构设计验算沉降，设计时为了考虑沉降对结构的不利影响，**加强连接处梁板的配筋等。 

鉴于本综合体楼板结构采取大板结构，因此必须考虑板裂缝控制问题。本工程设计时着重加强钢筋混凝土大跨度板裂缝的预防措施。根据以往大跨度板易出现角部裂缝的问题，本设计采取以下措施来预防出现裂缝：①在大板四角上部的1/4l（l为双向板短边尺寸）范围内，配置附加钢筋网 6@150；②对于特大跨板，跨中板顶宜配支座一半的拉通筋；③由于大板的阴角部位应力集中，因此两个方向的负筋不宜小于同一方向的2倍；④在埋设pvc管的板中，沿管线上方宜配一层6@300 l=300 mm的钢筋。 

4  结束语 

文章**结合某商业综合体结构设计实例，分别就顶板、楼板、底板以及结构选型等方面提出了可行的设计思路，总结了综合体结构设计所采取的成功经验，可为同类工程提供参考。