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通程星沙商業(yè)廣場(chǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
張明 沈蒲生
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通程星沙商業(yè)廣場(chǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
Structural design of Dolton Xingsha commercial plaza
張明 沈蒲生
ZHANG Ming SHEN Pusheng
摘 要：本文概要介紹通程星沙商業(yè)廣場(chǎng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，重點(diǎn)介紹該工程大型雙向超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法及施工措施。
關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)；施工
Abstract: The structural design of Tongcheng xingsha commercial plaza is introduced summarily in this paper, and the design methods and construction measures of super-length structure are emphasized.
Key words: structural design， super-length structure， design， construction
中圖分類號(hào)：TU317
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A
文章編號(hào)：1008-0422（2005）04-0031-02
1 工程簡(jiǎn)介
“通程星沙商業(yè)廣場(chǎng)”是由長(zhǎng)沙通程控股股份有限公司投資在星沙興建的綜合性購(gòu)物商場(chǎng)，是集大型超市、大型百貨、精品、娛樂(lè)、餐飲、局部6級(jí)人防于一體的大型地下商業(yè)性建筑。緊靠長(zhǎng)沙縣政府以南，總建筑面積為47000m2，平面為異形（圖1），最大尺寸為300×180m。柱網(wǎng)尺寸為9×9m，地下一層，地上為10萬(wàn)m2特大型綠化廣場(chǎng)，并在地下建筑園弧部分頂部設(shè)直徑為60m大型噴泉。該工程現(xiàn)為長(zhǎng)沙縣購(gòu)物娛樂(lè)休閑的中心。
2 豎向承重結(jié)構(gòu)的選擇
本工程采用全現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系。
3 底板及頂板結(jié)構(gòu)形式的選擇
頂板結(jié)構(gòu)形式的選擇有三種：1）采用普通的梁板結(jié)構(gòu)，主梁為400X800mm；2）采用預(yù)應(yīng)力無(wú)梁樓蓋，板折算厚度為350mm;3）采用現(xiàn)澆空心無(wú)梁樓蓋，柱網(wǎng)尺寸為9×9m跨時(shí)為450mm厚，折算厚為230mm，框架梁采用寬扁梁，梁截面高度與樓板等高。
由于該工程頂板上大部分地方覆土厚為500mm，且活載較大，考慮到該工程為雙向超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，宜優(yōu)先采用剛度大的結(jié)構(gòu)型式，經(jīng)綜合比較，該工程頂板樓蓋型式采用普通的梁板結(jié)構(gòu)。頂板厚為200mm，井字次梁為250×600mm。并在主梁兩端加腋以便進(jìn)一步增大樓蓋的剛度，提高樓蓋的抗裂性。底板亦采用普通梁板結(jié)構(gòu)，地梁為600×1000mm，底板厚為500mm，未設(shè)次梁以方便施工。
4 基礎(chǔ)型式的選擇
（1）本工程地質(zhì)情況由上而下依次為：①人工素填土，層厚為：0.3~8.8m，未固結(jié)。②粉質(zhì)粘土，層厚為1.2~4.8m。③強(qiáng)風(fēng)化巖，層厚為1.6~5.6m。④中風(fēng)化巖。
（2）本工程地下水較為豐富，設(shè)計(jì)水頭為4m。抗浮設(shè)計(jì)是本工程的重點(diǎn)之一。
（3）經(jīng)綜合考慮本工程基礎(chǔ)方案為：采用人工挖孔灌注樁，以強(qiáng)風(fēng)化巖或中風(fēng)化巖為持力層，底板浮力亦由人工挖孔灌注樁承擔(dān)。人工挖孔灌注樁樁端作擴(kuò)大頭處理，以便進(jìn)一步提高樁身的抗拔能力。
5 結(jié)構(gòu)計(jì)算
結(jié)構(gòu)整體計(jì)算采用中國(guó)建筑科學(xué)研究院編制的PKPM進(jìn)行結(jié)構(gòu)整體分析，溫度應(yīng)力分析采用美國(guó)ANSYS5.6版軟件進(jìn)行溫度應(yīng)力的分析。
6 超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
本工程雖然平面尺寸很大，但未設(shè)置溫度伸縮縫。如果按規(guī)范50m設(shè)置一條伸縮縫，伸縮縫的長(zhǎng)度將達(dá)到1510m，地下室防水將是一個(gè)很大的難題，因而超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)須解決兩個(gè)
核心問(wèn)題：一是解決混凝土早期收縮開(kāi)裂的問(wèn)題；二是要解決結(jié)構(gòu)形成以后由于外界溫度的變化引起結(jié)構(gòu)開(kāi)裂的問(wèn)題。要解決好這兩個(gè)問(wèn)題，必須在設(shè)計(jì)、施工、材料與維護(hù)這四個(gè)方面都得到保證，任何方面出現(xiàn)問(wèn)題都會(huì)引起結(jié)構(gòu)的開(kāi)裂。超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原理是用無(wú)數(shù)肉眼看不見(jiàn)的微裂縫來(lái)代替集中設(shè)置伸縮縫，我們?cè)谠O(shè)計(jì)中采取了以下措施：
（1）將直接暴露于空氣中的混凝土結(jié)構(gòu)，采取保溫措施，以減少混凝土的溫度變化。從而減少了混凝土的溫度應(yīng)力。
（2）根據(jù)溫度應(yīng)力分析的結(jié)果在溫度應(yīng)力較大的部位，增設(shè)構(gòu)造鋼筋，以協(xié)助混凝土抵抗拉力。
溫度應(yīng)力計(jì)算結(jié)果表明：①在平面中部開(kāi)洞時(shí)，最大溫度應(yīng)力會(huì)減少；②增加樓板剛度，對(duì)超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)有利，會(huì)提高樓板的抗裂性能。
（3）在水泥中摻入10%的UEA混凝土膨脹劑，配制成補(bǔ)償收縮混凝土。補(bǔ)償收縮混凝土在水化硬化期間產(chǎn)生適度的膨脹，在鋼筋混凝土中產(chǎn)生0.2MPa~0.7MPa的預(yù)壓應(yīng)力，抵消或大大削弱混凝土在硬化過(guò)程中產(chǎn)生的收縮拉應(yīng)力。
（4）在地下室底板、樓板等結(jié)構(gòu)內(nèi)，每隔40m設(shè)置一條膨脹加強(qiáng)帶，每隔80m左右留置一條后澆膨脹加強(qiáng)帶，而地下室的外墻板每隔60m設(shè)置一條后澆膨脹加強(qiáng)帶（見(jiàn)圖1）。
（5）在施工時(shí)采取了如下措施：①施工前加強(qiáng)對(duì)砼計(jì)量，對(duì)膨脹加強(qiáng)帶的設(shè)置及鋼絲網(wǎng)綁扎等情況檢查；②嚴(yán)格將砼的坍落度控制在16~18cm，并對(duì)混凝土的澆筑步距做了規(guī)定，避免了混凝土結(jié)構(gòu)在澆筑過(guò)程中出現(xiàn)冷縫;③混凝土尚未澆筑完畢而遇雨天時(shí)，用彩條布遮蓋新澆砼的表面，并在作業(yè)面上方搭建雨蓬，避免現(xiàn)澆砼出現(xiàn)較大的水灰比變化；④加強(qiáng)砼的二次抹面工作，并及時(shí)覆蓋，杜絕或大大減弱了混凝土表面龜裂現(xiàn)象的發(fā)生；⑤每塊底板或樓板混凝土澆筑完畢并硬化后，蓄水養(yǎng)護(hù)14d，采用每天定期向外墻體淋水養(yǎng)護(hù)。
（6）嚴(yán)格控制后澆帶的封閉時(shí)間，后澆帶應(yīng)在混凝土施工完成至少一個(gè)月后，頂板填土完成及混凝土保溫做好后，且在環(huán)境溫度較低時(shí)封閉。
由于我們?cè)诔L(zhǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中采取了上述各項(xiàng)措施，并對(duì)施工提出了嚴(yán)格要求，所以收到了很好的效果。
7 結(jié)語(yǔ)
通程星沙商業(yè)廣場(chǎng)雖然平面為異形，長(zhǎng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)溫度伸縮縫規(guī)定的最大距離，由于我們?cè)诮Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中進(jìn)行了合理選型，合理布置，并采取了諸多措施，使結(jié)構(gòu)受力良好。該工程已峻工投入使用近兩年，未發(fā)現(xiàn)有害裂縫與滲漏，使用情況良好。
參考文獻(xiàn):
[1] 王鐵夢(mèng).工程結(jié)構(gòu)裂縫控制.中國(guó)建筑工業(yè)出版社.1997年
[2] 游寶坤.混凝土膨脹劑及其應(yīng)用.中國(guó)建材工業(yè)出版社.2002年
[3] 張明，沈蒲生.通程商業(yè)廣場(chǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).中外建筑雜志出版社.2004年
作者單位:湖南省建筑設(shè)計(jì)院
湖南大學(xué)土木工程學(xué)院
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