十堰站前广场楼盖结构选型及设计

十堰站前广场楼盖结构选型及设计2/11/2018工程概况2

地下室楼盖结构选型1目录3双向密肋楼盖结构设计中需注意的事项21工程概况1.1建筑布置及功能

工程位于十堰市火车站北侧,

地上3层(局部地上1层)、地下2层(局部地下3层与原铁路地下通道相连)，建筑面积为12万平方米。

地下室平面尺寸为316m×138m，柱网尺寸基本上为12m×12m；个别部位因为抽柱形成12m×24m柱网。

建筑功能：主要为商业综合体、地下综合交通换乘枢纽和站房候车、进出站等图1

十堰站前广场鸟瞰图31工程概况1.1建筑布置及功能1.地下室:(1)±0.000层除少量的商业外，基本为广场和市政道路，广场的覆土厚度为1m～1.5m，较大面积范围内需考虑消防车荷载；(2)地下一层主要为公交车场、商业、站房候车厅层和下沉式广场；(3)地下二层为车库、商业、设备用房和下沉式广场。41工程概况1.1建筑布置及功能2.地上部分：(1)地上3层为商业用途，屋盖上覆盖装饰钢结构构架(2)部分地上1层为钢构架5图2

地上3层建筑图3

地上1层建筑1工程概况1.2荷载作用1.基本风压：Wo=0.3kN/m2

；2.基本雪压：So=0.4kN/m2

；3.抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度为0.05g，设计地震分组为第一组。抗震设防类别为重点设防类建筑(乙类建筑)。4、抗浮水位：本工程抗浮设计水位在地下二层楼(地)面以下，只有地下三层需考虑抗浮问题，范围很小。61工程概况1.2荷载作用5.温度作用：十堰月平均最高气温为35℃；月平均最低气温为-7℃，考虑结构合拢温度为10℃~20℃，考虑室内外温差：夏季为10℃，冬季为15℃，混凝土收缩等效温降-4℃，对于钢筋混凝土结构考虑温度作用时计算温差如下：混凝土结构：室内：正温差取8℃；负温差－11℃室外：正温差取10℃；负温差－15℃钢结构：正温差取25℃；负温差－27℃6.竖向荷载：在±0.000由于覆土厚，消防车道范围较大等原因，荷载较大。其他部位除地下机械停车库和公交车场荷载较大外，其余活载一般。71工程概况1.3整体结构特点1.柱网规则:如前所述，柱网尺寸基本上为12m×12m；个别部位因为抽柱形成12m×24m柱网。2.地下室建筑面积大，且为超长无缝结构(1)本工程主要建筑功能和面积位于地下室，南侧地下室在地下二层楼(地)面与室外地面齐平，无挡土外墙；(2)北侧地下室虽然目前为全地下室，但今后与二期地下室相连(结构上设缝分开)，仅一半区域设置永久性地下室外墙，其余为临时性挡墙；(3)东西两侧设置为永久性的地下室侧壁。(4)地下室不分缝，平面尺寸为316m×138m，为超长无缝结构。81工程概况1.3整体结构特点3.竖向荷载大：如±0.000广场部分覆土厚度1m～1.5m，市政道路及消防车道活载大。4.地下室楼层标高变化较大，各层主要标高如下：地下二层：-11.750、-12.000、-13.250；地下一层：-5.750、-6.100、-7.250；±0.000层:

2.600、1.650、±0.000。92地下室楼盖结构选型2.1楼盖结构的类型及特点平板体系(无梁楼盖)体系楼盖结构类型主次梁楼盖体系双向密肋楼盖体系102地下室楼盖结构选型2.1楼盖结构的类型及特点楼盖体系经济适用范围结构高度特点(1)柱距：平板体系

4.5～7.2m(RC)；7.2～10.5m(PC)(板柱)

(2)

13.5m(1)楼盖结构高度小，施工方便。(2)对整体结构刚度贡献小，抗震性能较差；(3)混凝土折算厚度大；(1/30～1/45)L最大柱距：设置柱帽后(3)双向柱距相等或比较接近；(1)承载能力大；(1)主次梁高相同，次主次梁体系(1)柱距：9～12mx13.5～18m(PC)；

梁跨度沿长跨方向；

(2)对结构整体刚度贡献大；(2)最大跨度21～36m(2)主梁变形控制在次

(3)结构受力清晰，传力途径明确、直接。梁变形的1/2～1/3；(4)结构高度大。(1)经济适用跨度大；双向密肋体系(2)楼盖结构折算厚度小，结构高度较小，美观不用吊顶；(1)柱距：9～12m(RC);12～21m(PC)(2)密肋格构间距2.1～3.6m(4.2m)(1/22～1/30)L(3)柱顶设置实心柱帽，提高结构刚度，与柱相连的梁承担大部分荷载。2地下室楼盖结构选型2.2

地下室楼盖结构选型2.2.1楼盖选型中考虑的主要因素1)柱距:如前所述，柱网尺寸基本上为12m×12m；个别部位因为抽柱形成12m×24m柱网；2)使用功能:主要为公交车场、商业、站房候车厅层和下沉式广场，楼层使用净空要求较高；3)荷载:荷载较大，尤其是±0.000广场；4)结构抗震要求；5)综合造价:包括建筑装饰及施工措施对造价的影响。122地下室楼盖结构选型2.2

地下室楼盖结构选型2.2.1楼盖选型中考虑的主要因素柱距大荷载大采用梁板式结构较为合适上部结构抗震嵌固要求132地下室楼盖结构选型2.2

地下室楼盖结构选型2.2.1楼盖选型中考虑的主要因素工程场地地貌为山体，开挖深度范围内大部分为从强风化至微风化的片岩，中风化和微风化片岩的承载力特征值分别为1500kPa和2000kPa。微风化岩石需爆破开挖，开挖量难度大，造价高。土方开挖对造价的影响142地下室楼盖结构选型2.2

地下室楼盖结构选型2.2.1楼盖选型中考虑的主要因素楼层使用净空楼盖结构选型中应尽可能降低楼盖结构高度，提高楼层净空高度和减少开挖土方量基坑开挖难度152地下室楼盖结构选型2.2

地下室楼盖结构选型

楼盖结构选型对于不同柱距，楼盖结构选型如下(1)柱距为12m×12m的楼盖，主要若采用框架梁+井字梁结构，框架梁的梁高较大，对改善楼层净空和降低土方开挖意义不大。经多次比较，采用双向密肋楼盖形式，肋梁间距为3m，板厚120mm，柱顶设置与梁高度相同的柱帽，典型结构单元布置见图4。图4

柱网为12mx12m典型楼盖单元结构布置162地下室楼盖结构选型2.2

地下室楼盖结构选型

楼盖结构选型对于不同柱距，楼盖结构选型如下(1)双向密肋楼盖形式：±0.000：一般肋梁：250mm×800mm；与柱帽连接肋梁：350mm×800mm；地下一层：一般肋梁：250mm×650mm；与柱帽连接肋梁：350mm×650mm；图4

柱网为12mx12m典型楼盖单元结构布置172地下室楼盖结构选型2.2

地下室楼盖结构选型

楼盖结构选型对于不同柱距，楼盖结构选型如下(2)柱距为12m×24m的楼盖，采用主次梁结构为唯一选择，次梁跨度为24m，框架主梁跨度为12m；采用采用单向布置有粘结预应力混凝土梁结构，预应力梁间距3m，预应力梁高为1.4m，柱顶同样设置柱帽，典型结构单元布置见图5。图5

柱网为12mx24m典型楼盖单元结构布置182地下室楼盖结构选型对12m×12m的楼盖结构肋梁采用预应力梁的方案的可行性讨论进过分析与设计，对于地下一层，若肋梁采用预应力梁，则梁高可取500mm，但梁中无法设置穿越水管和电管所需的直径为200mm的洞口，因此采用普通钢筋混凝土肋梁，梁高650mm。同样地，±0.000室外广场楼盖结构，若肋梁采用预应力梁，则梁高可以控制在700mm，但预应力筋与洞口位置协调困难，因此放弃该方案。192地下室楼盖结构选型2.2

地下室楼盖结构选型——地下一层和±0.000楼盖结构布置图6

地下一层结构布置图202地下室楼盖结构选型2.2

地下室楼盖结构选型——地下一层和±0.000楼盖结构布置图7

±0.000层结构布置图212地下室楼盖结构选型22图8

12m×24m及12m×12m区域典型结构平面布置2地下室楼盖结构选型2.2

地下室楼盖结构选型——地下一层和±0.000楼盖结构布置图9

12m×12m典型结构单元布置232地下室楼盖结构选型24图10

12m×24m区域结构布置2地下室楼盖结构选型2.3地上结构

地上部分柱网为12mx12m，采用井字梁布置形式，根据建筑使用功能和美观要求，保证楼层净高，框架梁与次梁梁高均为700mm，部分采用后张有粘结预应力混凝土梁。图11柱网为12mx24m地上结构布置252地下室楼盖结构选型2.4

结构分析1)分析模型

鉴于结构属超长无缝结构，且楼盖梁刚度相对较弱，柱顶设置柱帽，需充分考虑楼板对结构刚度的贡献，结构分析采用北京迈达斯技术有限公司工程部编制的MIDAS/GEN(中文版GEN800)程序，整体结构分析模型中将楼板和柱帽作为板单元建入模型中。

柱帽单元尺寸为0.5m×0.5m；柱上梁之间的楼板板单元尺寸为0.5m×1.0m其余一般楼板板单元尺寸为1m×1m,见图12和图13。262地下室楼盖结构选型2.4

结构分析——分析模型图12±0.000层楼板单元划分(整体)272地下室楼盖结构选型2.4

结构分析——分析模型图13±0.000层楼板单元划分(局部)282地下室楼盖结构选型2.4

结构分析2)关于温度作用的计算(1)在结构分析中考虑温度作用，将温度作用作为一种荷载工况与其他荷载工况进行组合，温差作用取值根据结构构件材料、所处环境的不同分别确定；(2)由于地下结构属于三面与土体接触一面开敞，且存在下沉式广场，因此，地下结构温度作用取值基本同地上室内结构；(3)高低楼面相交处，拟通过加腋加高梁的方法避免短柱，减少温度作用对短柱的影响；292地下室楼盖结构选型2.4

结构分析2)关于温度作用的计算(4)本工程基础采用天然地基，基础持力层为中风化或微风化片岩层，在温度作用计算中，考虑基础与基岩之间摩阻力大小调整基础的水平约束刚度，使温度计算更加合理；(5)按30m~40m的间距在楼盖上设置施工后浇带，释放部分混凝土在养护过程中产生的收缩应力，同时，在温度作用中适当考虑混凝土收缩引起的等效温降；(6)根据温度应力的计算结果，通过在不同部位加强配筋(设置温度筋)提高结构抗裂能力，对于温度内力较大部位，在板中设置无粘结预应力筋作为温度筋。302地下室楼盖结构选型2.4

结构分析3)关于抗震计算鉴于本工程地下2层南北向无侧向约束，且地下室平面尺寸及刚度远大于上部结构，整体结构抗震计算分析时，关于结构嵌固端的取法如下：(1)含地下室的整体结构的嵌固端位于基础面。(2)地上结构按嵌固于±0.000层进行补充分析，确保计算结果的可靠性；312地下室楼盖结构选型2.4

结构分析3)关于抗震计算图14

整体分析模型323.双向密肋楼盖结构设计中需注意的事项1)与不考虑板作用的模型相比，由于分析模型中建立了板单元，部分梁的弯矩由板承担，梁单元的弯矩普遍减小，减小幅度随着板厚／梁高比例的增加而增加。因而，在梁配筋计算时，适当增加梁的配筋。2)柱帽的刚度远大于梁的刚度，从抗震角度出发，梁抗弯塑性铰在柱帽外的梁上，因此，与柱帽相连的梁端设置箍筋加密区，加密区长度及配筋要求按规范执行。3)柱帽对改善梁刚