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1、某多层住宅小区构造设计的几点体会17BuildingStructureWelearnwego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工程大概情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m2，共包括AE五个组团，各组团构造形式类似，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，各楼地下室之间由一层纯地下车库相连而构成整体大底盘，
2、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构造，地下车库采用框架构造。项目于2005年投入使用，目前使用状况良好。2地基基础根据地质勘察报告，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fak=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拟了平
3、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，综合比拟，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，筏板基础对加强构造的整体性更为有利，因而整个组团基础均采用了平板式筏基，基础底标高一样(图1)。纯地下车库柱网8.0m8.0m，柱断面0.6m0.6m，筏板厚度取500mm，设计考虑纯地下车库基底不宜低于主楼基底，因而当柱下筏板抗冲切不知足要求时，采用在柱底局部增加下
4、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h0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，因而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，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
5、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构造封顶后即可浇注。3构造设计3.1构造选型及构造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，因而住宅采用剪力墙构造。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/m2，车库顶板在知足净空要求的前提下用梁板构造。住宅地下室层高5.2m，假如根据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
6、了造价而且减小了使用面积。对于多层建筑来讲，底层墙肢所承18百家论坛BuildingStructureWelearnwego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当框架梁传递给墙肢的平面外弯矩；对跨度较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构造洞，又由
7、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，楼板跨度也比拟大，并且多处布置悬挑板和悬挑梁图2，综合考虑以上因素，为使构造受力合理，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构造整体刚度，除控制构造总墙量外，设计减小了所有洞口上连梁的高度，即方便设备布线，很好地知足了建筑使用功能，又使构造刚度指标趋于合理，降低了构造造价。图21号楼标准层平面图由于1号楼构造平面在轴19-和11-之间存在弱连接楼板，考虑在地震作用下的构造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
8、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，所以构造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跨地库构造，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构造主要计算指标见表1。地震作用下
9、主要计算结果表1楼号1234层数5665T10.23470.34420.34690.2680T20.19480.29150.28700.2463周期/sT30.15050.24270.24500.1656X4.423.793.803.94剪重比/%Y4.743.944.074.04X1/21701/20891/20771/2358.最大层间位移角Y1/27981/24391/25091/28983.2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构造设置伸缩缝的最大间距，但建筑外观和使用要求不允许构造设缝，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
10、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，建筑师为了到达视觉上的效果，要求门洞的洞顶不能设构造连梁，而且弧形阳台板的外边缘建筑厚度不能超过300mm。在构造整体分析时，该门洞处连梁以虚梁代替，并将楼板设置为弹性板，核算构造承载力和位移均知足设计要求，与布置连梁的计算结果比照，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，并采用手算根据三边固接、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
11、土暗梁图3，以知足构造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下面措施：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19BuildingStructure百家论坛Welearnwego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。在知足最小连梁高度和构造整体刚度的前提下，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
12、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下面几点体会：1对于构造工程师来讲，首先应该把构造安全放在首位，进行精心合理的设计。2随着住宅商品化的发展，建设方为了知足市场的需要，通常会加大构造专业的难度。作为构造设计人员应该多投入时间和精神，在知足计算和规范要求的前提下，开拓设计思路，提高服务意识，尽量知足建设方的要求。3如今开发商对构造设计的经济性越来越重视，甚至对一些经济指标提出详细的要求，在体现高品质要求的同时，构造设计应采用愈加实用、合理的方法，避免因设计方法过于保守引起构造成本的提高。