张家港汇金商务中心（二期）结构设计

1、 张家港汇金商务中心（二期）结构设计 【内容摘要】随着城市化的不断发展，商业综合体项目越来越多，设计难度也越来越大。结构设计应注重概念设计和关键部位的节点设计。在满足结构安全的前提下，采用多种设计手段，使建筑师的构想得以完美实现。【关键词】商业综合体；超长结构；型钢混凝土；大跨度结构；大悬挑；钢桁架；1工程概况张家港汇金商务中心位于江苏省张家港市东北区域，基地东面为规划路，西邻东苑路，基地南侧紧邻文化活动中心。汇金商务中心项目由一期工程、二期工程共同组成。一期建筑主要包括塔楼a及其裙房，塔楼b及其裙房，1个2层地下车库。一期总建筑面积为250246.73m2，其中地上建筑面积为186722.0

2、1m2，地下建筑面积为63524.72m2。一期建筑由ccdi（悉地国际）建筑设计公司设计，本文不再介绍。二期建筑主要包括1个5层万达广场，1个5层外铺，1个5层酒店宴会厅，1个22层酒店式公寓，1个3层地下车库（局部为地下两层）。二期总建筑面积为158620.27m2，其中地上建筑面积为91779.50m2，地下建筑面积为66840.77m2。二期工程结构嵌固端为地下车库顶板。二期结构单体组合图见右图。结构单元概况见下表:楼栋编号万达广场外铺酒店宴会厅酒店式公寓地下车库层数5f5f5f22f3f建筑高度20.75m20.75m23.70m82.05m结构形式框架结构框架剪力墙结构框架结构框架

3、剪力墙结构框架结构抗震等级三级、局部大跨度框架为二级框架四级、剪力墙三级四级、局部大跨度框架为三级框架三级、剪力墙三级框架四级、主楼相关范围同主楼基础形式桩筏基础桩筏基础桩筏基础桩筏基础桩筏基础2基础选型及布置建筑场地范围内不存在影响结构整体稳定性的不良地质，建筑场地类别为iii类。在干湿交替情况下，地下水对混凝土中的钢筋有微腐蚀，对混凝土无侵蚀。基础形式为桩筏基础，纯地库、万达广场、外铺采用管桩及方桩，宴会厅、公寓采用钻孔灌注桩。公寓主楼下采用满堂布桩形式，其余单体及地库采用柱下布桩形式。纯地库、万达广场、外铺、宴会厅筏板厚度为800mm，公寓筏板厚度为1550mm。3结构体系及布置3.1抗

4、震缝及后浇带的设置万达广场、外铺、酒店宴会厅、酒店式公寓之间地上设置永久性抗震缝脱开。4个单体在地下连为一体，地下彼此之间不设永久缝。万达广场与外铺、公寓之间采用钢连廊连接，钢连廊采用一端铰接、一端滑动的形式。万达广场、外铺、宴会厅、公寓、地下车库均为超长结构，为在超长方向设置温度后浇带。公寓为高层建筑，沉降较大，在公寓周边设置沉降后浇带。3.2万达广场结构布置地上5层，地下3层，局部为地下两层，采用框架结构，局部大跨度框架采用型钢混凝土结构。采用单向次梁形式，影厅顶板采用井字梁体系，楼板体系为主次梁板式结构。典型柱截面为700x700mm500x500mm，南侧用于调指标的框架柱截面为900

5、x600mm。典型框架梁截面为300x750mm、350x750mm，典型次梁截面为250x600mm。典型楼板厚度为110mm，室内步行街洞口及其相邻第一跨板厚为120mm，中庭及其相邻第一跨板厚为130mm，内外岛连接板及其连接方向第一跨板厚为130mm。框架柱混凝土强度等级为c50、c40、c30，梁板混凝土强度等级为c30。3.3外铺结构布置地上5层，无地下，为单跨结构，采用框架剪力墙结构。采用单向次梁形式，楼板体系为主次梁板式结构。典型柱截面为600x600mm500x500mm，典型墙厚为250mm。典型框架梁截面为350x800mm、350x750mm，典型次梁截面为250x60

6、0mm。典型楼板厚度为110mm。框架柱、剪力墙混凝土强度等级为c40、c30，梁板混凝土强度等级为c30。3.4宴会厅结构布置地上5层，地下3层，采用框架结构。采用单向次梁形式，小宴会厅顶板采用井字梁体系，大宴会厅顶板采用钢桁架体系，楼板体系为主次梁板式结构。典型柱截面为700x700mm500x500mm。典型框架梁截面为350x750mm，典型次梁截面为250x600mm。典型楼板厚度为110mm。框架柱、剪力墙混凝土强度等级为c50、c40、c30，梁板混凝土强度等级为c30。钢桁架材质为q420b。3.5公寓结构布置地上22层，地下3层，采用框架剪力墙结构。采用单向次梁形式，楼板体系

7、为主次梁板式结构。典型柱截面为900x900mm600x600，典型外围墙厚为450300，内部墙厚为350200mm。典型框架梁截面为350x650mm、400x850mm，典型次梁截面为250x600mm、300x600mm。典型楼板厚度为110mm，卫生间楼板厚度为100mm。框架柱、剪力墙混凝土强度等级为c60c30，梁板混凝土强度等级为c30。3.6钢连廊结构布置万达广场与外铺、公寓之间采用钢连廊连接，钢连廊采用钢结构体系。钢连廊宽度4.5m6.0m，跨度10m，沿跨度方向设置两道箱型主钢梁600x300x15x15，沿宽度方向设置多道h型次钢梁350x150x8x8，楼板采用100

8、mm厚的钢筋混凝土楼板。钢梁均采用q345b钢，楼板混凝土强度等级为c30。3.7地下车库结构布置地下3层，局部地下两层，采用框架结构。采用单向次梁形式，楼板体系为主次梁板式结构。典型纯地库柱截面为600x600mm，上部结构投影范围柱截面同地上。典型框架梁截面为300x650mm、350x750mm，典型次梁截面为300x650mm。-1层、-2层楼板厚度为120mm，地库顶板厚度为180mm、250mm。纯地库柱混凝土强度等级为c35，上部结构投影范围柱混凝土强度等级同相应地上，梁板混凝土强度等级为c30。4主要技术问题与对应措施4.1超长结构的处理及措施万达广场长162m，宽160m，内

9、部不设永久性结构缝，属于超长结构。为了抵抗温度应力和混凝土收缩应力，结构采取如下措施：1. 在pkpm模型中输入温度荷载，按弹性膜进行计算，并按计算结果对梁柱进行配筋设计。采用pmsap软件对楼板进行温度应力计算，按计算结果进行配筋设计。2. 结构单元长度大于72m范围外的框架柱纵筋最小配筋率取为1.2%。3. 结构单元中部两跨（结构单元为偶数跨时）或中部一跨（结构单元为奇数跨时）的框架梁上部第一排钢筋拉通设置。同时中部两跨或一跨板在此方向上部钢筋拉通配置，且板配筋不小于8200。4. 沿超长方向两侧边框架梁上部第一排钢筋拉通设置并设置抗扭腰筋，长度大于等于100m时，腰筋为16200，长度小

10、于100m时腰筋为14200。5. 在结构单元中部，纵横两个方向上，均设置温度后浇带。外铺、宴会厅、公寓均为超长结构，结构采取如下措施：1. 在超长方向设置温度后浇带。2. 温度后浇带所在跨板上部钢筋拉通配置，且板配筋不小于8200。地下车库长169m，宽242m，属于超长结构，结构采取如下措施：1. 适当提高地下室底板、顶板的配筋率，按每一方向配筋率不小于0.25%配置。2. 适当提高地下室外墙水平分布钢筋的配筋率，按配筋率不小于0.2%配置。3. 每隔50m设置温度后浇带。4.2万达广场计算分析与整体设计万达广场由外岛和内岛组成，内岛和外岛通过连接板和框架梁相连，从而形成一个整体。审图时，

11、审图专家觉得应该将内外岛按照两个单体模型分别进行计算和设计，同时也要和由多个连接板连接而成的整体模型进行包络设计。单独模型、整体模型的计算和设计，均需满足规范要求。于是便加大了设计难度和工作量。通过与审图专家反复沟通，最终达成如下一致：1. 将内外岛按照两个单独模型进行指标计算且计算结果需满足规范要求；整体模型的指标计算结果也要满足规范要求。2. 配筋时可按整体模型进行配筋设计。由于室内步行街开洞处、中庭大洞处存在较大的刚度削弱，连接板处也是薄弱环节。需将室内步行街开洞处、中庭大洞处、连接板处及其周边第一跨按照弹性膜进行配筋设计，并对这些部位采取适当的加强措施。4.3万达广场连接板处理内岛与外

12、岛之间通过连接板相连，这些连接部位是保证内外岛连成整体的关键。连接板及其支撑框架梁按中震弹性复核承载力。连接板处的框架梁、框架柱抗震等级提高至三级。连接板及其连接方向第一跨板厚为130mm，连接方向板配筋为10100双层拉通、另一方向板配筋为8120双层拉通。4.4万达广场大跨度结构处理及措施1. 连接板及中庭区域有18m25m的大跨结构，由于此部位受力复杂，常规钢筋混凝土梁的抗剪、抗弯承载力难以满足计算要求，需要加大梁高才能满足计算要求，且梁下净高不能满足建筑要求。故对此区域的大跨度梁采用型钢混凝土梁，相应的支撑柱采用型钢混凝土柱，梁柱抗震等级提高至三级。同时需要处理好钢筋与型钢的连接关系，

13、钢筋与型钢的连接构造见下图。2. 影厅、imax厅内部要求抽柱，以形成无柱大空间。故影厅顶板采用井字梁结构形式。imax厅顶板也采用井字梁结构形式，且主次梁均采用预应力梁。4.5万达广场大悬挑处理及措施室内步行街和1号中庭均采用悬挑形式，步行街区域悬挑跨度5.3m，1号中庭区域悬挑跨度3.3m6.4m。由于悬挑较大，故采用主次梁共同悬挑；局部搭扶梯区域采用二次悬挑形式。典型主悬挑梁截面为350x1000mm，典型次悬挑梁截面为350x800mm，支撑次悬挑梁的框架梁截面为350x850。悬挑跨度不同时，主要通过改变梁的宽度来控制梁的配筋率；大跨悬挑梁的顶部钢筋全部拉入相邻第一跨内，支撑次悬挑梁

14、的框架梁箍筋全长加密且设置n14的抗扭腰筋。4.6宴会厅大开洞、大跨度结构处理及措施按照业主要求，宴会厅需在标高5.950m、17.450m处大开洞并抽柱，以形成无柱大空间从而满足建筑功能要求。楼板开大洞致使开洞层刚度削弱较多，且导致洞口顶板层形成大跨结构，结构采取如下措施：1. 在标高5.950m处开洞并抽柱，形成36mx28m的无柱大空间。5.950m开洞处周边第一跨板厚120mm，板配筋为8150双层双向拉通。洞口顶板（即标高11.700m）处采用井字梁结构形式。2. 在标高17.450m处开洞并抽柱，形成61mx39m的无柱大空间，由于本层其他部分仍有开洞，致使本层楼板严重缺失。故标高

15、17.450m板厚取130mm，板配筋为8120双层双向拉通，本层按弹性膜进行梁柱配筋设计。61mx39m的洞口顶板（即标高23.550m）处，采用钢桁架体系，桁架跨度39m，桁架间距9m，桁架高度为2.6m；在与桁架垂直方向设置h型钢梁，钢梁间距为2.8m，钢梁截面为h500x200x10x16；在钢桁架、钢梁顶面设置抗剪栓钉与混凝土楼板进行有效连接。4.7公寓结构布置与计算分析公寓长度方向为6跨，宽度方向为2跨，长度为63.9m，宽度为14.4m，建筑高度为82.05m，高宽比为5.69。公寓平面呈细长的矩形平面，且高宽比接近规范限值。由于建筑功能要求，致使不能在公寓内部布置较多的剪力墙；

16、由于建筑净高的要求，致使x方向最大梁高为850mm，y方向最大梁高为650mm。为了满足结构计算要求，需加大结构的抗扭刚度和整体刚度。于是在公寓端部设置较厚的剪力墙，电梯筒和楼梯间采用全剪力墙形式，并且加大柱截面，从而满足结构计算要求。4.7外铺结构布置与计算分析外铺长度方向为12跨，宽度方向为1跨，长度为104m，宽度为10m，建筑高度为20.75m，高宽比为2.07。外铺平面呈狭长的矩形平面，且为重点设防类建筑。根据规范要求，采用框架剪力墙结构。由于平面细长，结构抗扭刚度较差，结合建筑功能要求，在建筑端部和楼梯间布置适量的剪力墙，从而加大结构的抗扭刚度和整体刚度，最终满足规范和设计要求。5

17、小结通过对张家港汇金商务中心（二期）的设计和总结，得出如下结论：1. 现在的商业综合体项目较为复杂，结构设计应注重概念设计和关键部位的节点设计。在满足结构安全的前提下，采用多种设计手段，使建筑师的构想得以完美实现。2. 对于超长结构，可以通过采取计算温度应力、进行温度配筋、设置后浇带等多项措施来抵抗温度应力和混凝土收缩应力。3. 现在的大型商业广场项目，多为内外岛连接形式。连接部位是保证内外岛连成整体的关键，结构设计应充分重视这些连接部位的计算和节点设计，做到安全可靠。4. 对于大悬挑部位可以通过主次梁共同悬挑以及结构二次悬挑形式得以实现。5. 当采用型钢混凝土构件时，应处理好钢筋与型钢的连接关系，使得连接安全、可靠、易于施工。参 考 文 献1程懋堃，莫沛锵，汪大绥，等高层建筑结构构造资料集m.北京：中国建筑工业出版社，20