某多层住宅小区结构设计的几点体会.docx

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1、某多层住宅小区结构设计的几点体会 17 Building Structure We learn we go 贾文颖 徐琳 彭永宏/中国建筑设计研究院 建设多层低密度住宅小区是住宅建设的一个方向。文中介绍的多层住宅小区具备此类建筑的典型性，希望所述设计方法能供同类建筑设计参考。 1 工程概况 工程位于北京市朝阳区。其中B 区的建筑设计为低层、低密度住宅区与小型庭院相结合的风格，以56层的多层板楼为主，总建筑面积10.2万m 2，共包括AE 五个组团，各组团结构形式类似，仅以A 组团为例。A 组团由四栋多层住宅组成（14号楼），层高为3.15m ，每栋住宅均有一层地下室，层高 5.2m ，各楼地下

2、室之间由一层纯地下车库相连而形成整体大底盘，层高3.55m ，在其上有1.5m 厚覆土。住宅采用现浇钢筋混凝土剪力墙结构，地下车库采用框架结构。项目于2022年投入使用，目前使用状况良好。 2 地基基础 依据地质勘察报告，建设场区地基土分布较不均匀，基底持力层为层砂质、粘质粉土及层1粉质粘土、粘质粉土，综合考虑地基承载力特征值f ak =140kPa 。各住宅的基底标准组合最大压力值为130kPa ，故采用天然地基。纯地下车库基底标高相当于绝对标高30m ，抗浮水位标高33m 。抗浮稳定验算时，车库自重及覆土重量的分项系数取0.9，水浮力的分项系数取1.0，经计算抗浮重力大于地下水浮力。 住宅

3、基础采用墙下板式筏基，筏板厚度500mm 。纯地下车库基础设计比较了平板式筏基和独立柱基+防水板两种方案。若采用独立基础+防水板，进行地基承载力修正时，基础的埋置深度应从地下室室内地面标高算起，地基承载力提高不大，由于场地天然地基承载力不高，计算独立柱基底面积较大，并且由于基础防水板存在3m 高的水浮力，防水板厚度和配筋也均较大，综合比较，两种基础方案的混凝土和钢筋用量相差不多，考虑地基分布较不均匀，筏板基础对增强结构的整体性更为有利，因此整个组团基础均采用了平板式筏基，基础底标高相同(图1)。 纯地下车库柱网8.0m8.0m ，柱断面0.6m0.6m ，筏板厚度取500mm ，设计考虑纯地下

4、车库基底不宜低于主楼基底，因此当柱下筏板抗冲切不满足要求时，采用在柱底局部增加下反柱帽的方法来提高受冲切承载能力，设计柱帽尺寸4.0m4.0m0.3m ，筏板配筋按倒无梁楼盖计算，计算柱上板带负弯矩时，其配筋计算的h 0取有柱帽的厚度，并验算变截面处的承载力。 图1 基础底板平面示意 工程地下为大底盘，为减小混凝土干缩影响，每隔30m 左右设置一道伸缩后浇带，后浇带处梁板钢筋可不断开，伸缩后浇带的浇注时间为其两侧混凝土浇注完毕两个月后。 由于4号楼与地下车库仅有4.0m 宽的通道相连，因此设计时在此处设置了沉降缝，将4号楼与大底盘分开。其它楼座地下连为一体，各楼与地下车库之间均设置了沉降后浇带

5、，后浇带设在车库顶板第一跨框架梁的跨中位置，以减小地基不均匀沉降；由于多层住宅的基底压力较小，相应的基底附加压力也很小，经沉降计算分析，住宅基础沉降量计算值不大于5mm ，故设计要求沉降后浇带在住宅结构封顶后即可浇注。 3 结构设计 3.1 结构选型及结构分析 工程为高档住宅区，在建筑效果和使用功能上建设方均提出了较高的要求，如：外立面多处设置角窗和宽大的落地窗，局部墙体为圆弧形设计，客厅开间和进深较大，且要求不能在室内看到突出的梁、柱，因此住宅采用剪力墙结构。内庭院不考虑消防通道，地下车库顶板主要承受覆土重量及庭院绿化的荷载，设计时庭院活荷载取10kN/m 2，车库顶板在满足净空要求的前提下

6、用梁板结构。 住宅地下室层高 5.2m ，如果按照抗震规范中剪力墙最小厚度与层高比要求设计，墙体相应会较厚，不但增加了造价而且减小了使用面积。对于多层建筑来说，底层墙肢所承 18 百家论坛 Building Structure We learn we go 受的荷载并不大，参照高规第7.2.2条，经过对墙体稳定性的计算，所有住宅地下部分的内墙厚度均控制在250mm 以内。据地质勘查报告，地下室外墙设防水位按接近自然地面考虑，经过计算设计时住宅和车库的外墙厚度均取350mm 。 地下室外墙与车库顶板框架梁连接时，对于跨度较大的梁，在梁与墙相交处设置壁柱来承担框架梁传递给墙肢的平面外弯矩；对跨度较

7、小的梁或建筑条件不允许设置壁柱时，在梁下设置暗柱给予加强。 住宅地上部分层高3.15m ，由于使用要求较高，建筑师不建议剪力墙上开设结构洞，又由于使用和造型的要求，住宅外墙多处开设大的门窗洞和转角窗洞，楼板跨度也比较大，并且多处布置悬挑板和悬挑梁（图2），综合考虑以上因素，为使结构受力合理，地上部分墙体厚度外墙按200mm 、内墙按180mm 设计，设计时注意适当控制结构整体刚度，除控制结构总墙量外，设计减小了所有洞口上连梁的高度，即方便设备布线，很好地满足了建筑使用功能，又使结构刚度指标趋于合理，降低了结构造价。 图2 1号楼标准层平面图 由于1号楼结构平面在轴19 -和11-之间存在弱连接

8、楼板，考虑在地震作用下的结构扭转效应等不利影响，设计将此部分楼板厚度设计为200mm ，板中钢筋双层双向满布，钢筋在支座按抗拉锚固；弱连接楼板边梁200500，梁上下主筋拉通，箍筋通长加密。 住宅楼整体分析采用SATWE （墙元）程序。由于住宅地下室相对于首层层高较高，地下室的楼层侧向刚度小于首层楼层侧向刚度的2倍，所以结构的嵌固端设在基础底板，剪力墙底部加强区为地上两层。由于车库大底盘为纯地下室且地上各楼座均为56层的多层住宅，整体计算将各楼座与车库分别计算，每个楼座计算附带与其相连的12跨地库结构，以考虑各楼座独立计算对相邻跨地库梁板的影响，同时在构造上采取加强措施，车库顶板、住宅首层楼板

9、板厚均为180mm ，采用双层双向配筋，每层每个方向的配筋率不小于0.25%，住宅与车库相连的外围墙配筋也考虑适当加强。 在双向地震作用下各结构主要计算指标见表1。 地震作用下主要计算结果 表1 楼号 1 2 3 4 层数 5 6 6 5 T 1 0.2347 0.3442 0.3469 0.2680 T 2 0.1948 0.2915 0.2870 0.2463 周期/s T 3 0.1505 0.2427 0.2450 0.1656 X 4.42 3.79 3.80 3.94 剪重比/%Y 4.74 3.94 4.07 4.04 X 1/2170 1/2089 1/2077 1/2358.

10、 最大层间位移角 Y 1/2798 1/2439 1/2509 1/2898 3.2 构造措施 4号住宅的平面长度为60m ，超过了混凝土规范中剪力墙结构设置伸缩缝的最大间距，但建筑外观和使用要求不允许结构设缝，为减小混凝土温度变化或收缩的影响，设计采取设置施工后浇带，同时在温度变化较大的首层和顶层楼板内配置了双层双向拉通钢筋，沿平面长度方向的楼板配筋原则细而密。 住宅的南立面客厅与阳台之间门洞宽度为5.0m 和6.0m 两种，建筑师为了达到视觉上的效果，要求门洞的洞顶不能设结构连梁，而且弧形阳台板的外边缘建筑厚度不能超过300mm 。在结构整体分析时，该门洞处连梁以虚梁代替，并将楼板设置为弹

11、性板，核算结构承载力和位移均满足设计要求，与布置连梁的计算结果对比，周期、位移和配筋变化不大。该楼板采用复杂楼板有限元分析程序SLABCAD 计算，并采用手算按照三边固接、一边自由复核配筋，同时构造上采取加强措施，以1号楼轴之间楼板为例，适当加大 此跨楼板厚度及楼板配筋，其次在门洞上方设置钢筋混凝土暗梁（图3），以满足结构竖向荷载和水平地震作用的传递。 图3阳台板局部构造处理 对于剪力墙角部开设转角窗采取了以下措施：角窗洞口顶部连梁按悬挑梁设置；洞边剪力墙暗柱钢筋适当加强；楼板适当加厚为140mm ；转角处楼板内设置连接两侧洞边暗柱的钢筋（图4）。 （下转14页） 图4 角窗处楼板斜拉筋 19

12、 Building Structure 百家论坛 We learn we go 工程所有住宅均使用各户独立的空调系统，经过与设备专业协调确定，主要管线要求在门洞位置进入各个房间。在满足最小连梁高度和结构整体刚度的前提下，将所有连梁抬高，在建筑门洞上方设置过梁，中间留出一段空间给设备管线穿过，少数不能从门洞上穿过的管线则在墙上预留洞，这样既避免了专业间的矛盾，又大大简化了工作量。管线尽量在不影响使用的厨房和走廊通过，管线下方局部吊顶，实际使用吊顶下高度不小于2.4m 。 4 体会 对于多层高档住宅的设计有以下几点体会： 1）对于结构工程师来说，首先应该把结构安全放在首位，进行精心合理的设计。 2）随着住宅商品化的发展，建设方为了满足市场的需要，通常会加大结构专业的难度。作为结构设计人员应该多投入时间和精力，在满足计算和规范要求的前提下，开拓设计思路，提高服务意识，尽量满足建设方的要求。 3）现在开发商对结构设计的经济性越来越重视，甚至对一些经济指标提出具体的要求，在体现高品质要求的同时，结构设计应采用更加实用、合理的方法，避免因设计方法过于保守引起结构成本的提高。