某高层建筑结构设计分析

   摘要:某小区 1 号栋基础研究采用 CFG 复合地基,主楼为框支剪力墙结构。通过设置后浇带,
采取必要的构造措施

,提高结构构件刚度,提高结构的抗扭承载力及采用空间有限元法和时程

分析计算手段

,解决了设计中存在的结构超长、扭转效应明显等问题,使结构满足抗震设防的

要求。

 

　　关键词

:抗震;沉降;结构转换;扭转效应 

　　

1 工程概况 

　　该项目是由

7 栋高层组成,地下有两个相互连通的一层地下室。其中 1 号栋地上 27 层,地

下

1 层,由 A、B、C 三个单体组成,单机之间设 260mm 宽的缝彼此脱开。1 号栋 1、2 层为商业用

房

, 3 层以上为住宅,地下为一层的五级人防地下室,B 座上部剪力墙不允许落地,从而形成钢

筋混凝土框支剪力墙结构体系。

 

　　

2 基础设计 

　　

2.1 地基土构成与特征 

　　勘察场地的地貌单元属冲积阶地

,按其结构特征,地层成因,土性不同和物理力学的差异

划分为

8 层。地基土的构成和特征见表 1。拟建场地浅部土层中的地下水属于潜水, 设计抗浮

水位标高为

-5.00m。 

　　

2.2 桩基设计 

　　

1 号栋地下 1 层板面标高为-4.70 米。由表 1 可以看出,地下室板下土由层

②、③、④构成,其

承载力不高

,变形模量较大,作为 1 号栋的天然地基土承载显然不够。若采用人工挖孔灌注桩,

有两个制约因素

:其一是桩端持力层落在层

⑧上,桩长达到将近 30 米,不经济;其二是层⑨中富

含潜水

,将对人工挖孔桩的施工造成困难。参考文献 1,文献 2,结合本地经验,在本工程中采用

了水泥粉煤灰碎石桩复合地基

(CFG 桩) 。笔者在之前的几个项目中采用了该种复合地基,采

用参考文献

1 的计算方法,其沉降计算值与实测值接近,载荷板试验数据较为理想,证明在长

沙地区采用水泥粉煤灰碎石复合地基是可行的。

1 号桩 CFG 桩径 500,桩间距 1500, 其他基承

载力特征值

fspk =620kPa,完全可以作为主楼的持力层。地下室主楼以外车库部分荷载较小 ,

在控制好沉降的前提下采用层

②、③、④作为持力层。 

　　地下室结构超长

,主楼与主楼外车库部分基础持力层不同,有可能产生较大的沉降差,造

成连接处开裂。考虑到以上因素

,工程中采用将主楼周边设置沉降后浇带的做法在施工期间

与其余部分脱开

,可以有效减少沉降差。 

　　针对结构超长设置膨胀加强带

,在结构底板、侧壁、顶板中掺入适量的微膨胀剂,加强带的

间距

20～30 米为宜,由此加强整个地下室的整体抗裂能力。 

　　基础采用平板式筏板基础

,板厚 1.5 米,核心筒下板厚 2. 0～2. 2 米。沉降的计算结果为:主

楼核心筒最大沉降量

19mm,角柱沉降量 4mm;主楼外车库部分沉降量 2mm。其沉降量,沉降差

均能满足规范要求。根据近十年来对已建成的高层建筑主楼基础与相连的裙房基础沉降观测
表明

,当主楼为筏形基础,裙房为满堂筏形基础时,主楼与裙房基础相连处设置施工后浇带,在

施工期间以及竣工以后

,此处基础沉降曲线是连续的,没有突变现象。当后浇带封闭后,只要底

板具有足够的刚度

,可以认为该计算结果是符合实际工程情况的。 

　　

3. 上部结构设计 

　　工程抗震设防烈度为

6 度,设计基本地震加速度值为 0. 05g,设计地震分组为第一组,场地

土的类型为中硬场地土

,建筑场地类别为

Ⅱ类,设计地震特征周期值为 0. 35S。主楼上部结构

A、C 座采用现浇钢筋混凝土框架一剪力墙结构, B 座为框支剪力墙结构。A、C 座框架抗震等
级为三级

,剪力墙抗震等级为三级; B 座框支框架抗震等级为二级,底部加强部位剪力墙抗震

等级为二级

,非底部加强部位剪力墙抗震等级为三级。地下车库采用现浇钢筋混凝土框架结