浦东市民中心结构设计(一)

1、浦东市民中心结构设计(1)摘要：浦东市民中心为一幢大型公共建筑，虽然建筑外形简洁方正，但内部使用功能和空间组合复杂，形成结构多处挑空、错层等平面特别不规则现象，使结构体系较为复杂，且属超长混凝土结构。本文针对结构体系的抗震不利因素和设计难点，介绍了相应的设计对策、运用抗震概念设计原则对薄弱部位的加强措施等；同时根据结构特点采用PKPM分析软件建立两种计算模型，以包络结构受力的不利状况，确保了结构的安全性和抗震性能。该项目XX 年竣工并获得了上海市优秀工程设计一等奖。关键词：地基；基础；框架；平面特别不规则；楼板不连续；错层；超长；计算模型；地震作用；扭转1 工程概况该项目位于浦东新区行政中心区

2、域内，基地北侧为丁香路、东侧为合欢路、另两侧紧邻公共绿地和大型地下车库，与新区办公中心仅隔百米之遥；总用地面积7583m2， 总建筑面积17731m2为1幢地下一层、地上三层(局部五层)的公共办公建筑，是政府向市民和企业提供公开、便捷、优质服务而开发建设的项目；在建筑内容纳了公安、社保、 民政、药监、环保、税务等379 个办事项目，服务功能涵盖：婚姻登记、法律援助、劳动仲裁、信访以及有关社团组织的进驻 等，体现向服务性政府的转变和阳光政府的建设。浦东市民中心建筑形体方正简洁，但内部使用功能和空间组合比较复杂；入口大厅贯穿一至二层，气势宏大，绿化中庭贯穿了一至三层整个市民中心的公共区域，屋顶为通

3、透的采光天棚，为办事市民提供环境优雅而明亮的休息场所；地下一层包括市民会堂、茶室餐厅和市民长廊、以及设备和辅助用房等，地下一层北侧与丁香路人行道之间的下沉式广场实现内外空间的渗透；该项目XX 年竣工并荣获上海市优秀工程设计一等奖，实景照片见图1。2 地基与基础设计拟建场地为长江三角洲入海口东南前绿滨海平原地貌类型，地形平坦，地面标高约（吴淞高程）；场地内地层分布均匀、整体稳定性较好；浅部地下水属潜水类型，常年平均地下水位；场地内除有厚层杂填土外，未发现暗浜等不良地质现象，在抗震设防烈度7 度条件下为无地震液化土层；场地的主要土层组成及参数见表1。该建筑的地下室南、西两侧与已建地下车库仅间距35

4、m，北、 东两侧与城市道路最小间距仅5m， 且地下管线分布较多，周边邻近范围内办公楼居多；因此，桩型选用钻孔灌注桩，以避免施工期间挤土、噪声对周边环境的影响；桩直径 600mm桩长31m桩端持力层为2层褐黄草黄色粉砂,单桩竖向抗压承载力设计值为1750kN、 抗拔承载力设计值为880kN,硅强度等级C30o基础采用柱下独立承台桩基+梁板式底板、承台高度1300mm板厚500mm主要梁断面 400x1100mm 地下室外墙厚350mm地下室的防水等级为二级，抗渗等级S6,硅强度等级C3（0 防水） ， 地基基础设计等级为乙级，安全等级二级。地下室底板内力和变形（裂缝）计算考虑地下水高水位状况，即

5、高水位浮力- 恒（底板）；承压桩数按下列工况的最不利者确定：施工阶段主体结构已完成但短期内可能基坑尚未回填、地下水位仍在坑底下时，即恒+活；正常使用阶段时，即恒+活 - 低水位浮力；抗拔桩数确定按工况：高水位浮力- 恒，部分柱下桩会交替出现承压和抗拔两种工况，则桩按抗拔桩全长配筋。地下室外侧墙内力和变形（裂缝）按地下水高水位时计算，并按水土侧压力分算，分项系数均取；考虑地下室长度81m,属超长硅结构，为控制硅收缩及温度影响产生裂缝，水平分布钢筋的间距w 150mm配筋率n % （双面计入），在 有框架柱处两侧另增设 8150短钢筋，有效的控制了裂缝 的产生。地下室底板底标高为- ，基础埋深较大

6、，基底土的自重应力与水压力之和基本上能补偿4-12 轴（上部三层）区域建筑物的基底压力、1-4 轴（上部五层）区域的基底压力较大，稍欠补偿；从理论上讲，基底附加应力p0 为零时，地基不会发生沉降变形，但实际上基底土由于开挖后产生隆起回弹，加载又会产生再压缩，即回弹再压缩变形；根据理论计算， 本项目回弹再压缩沉降量约30mm， 此值与竣工两年来实际监测值大致相符。3 上部结构选型该建筑平面长度为、宽度，总高度；地下室层高，14轴为五层 （行政区域）、 各层高， 412 轴为三层 （办事区域）、一层高、 二、 三层高；4 轴两侧形成错层平面；基本柱网14轴为、其余均。各层结构平面见图2、图3、图4

7、。主体结构采用现浇钢筋混凝土框架及梁板式楼屋面结构体系，柱断面为800x800700x700mm 框架梁一般为 400x700mm 局部 400x1000mm 楼面次梁采用交叉井字梁，断面为 250x650mm楼屋面板厚 度除首层为140mm其余均为120mm采用双层双向通长配 筋；内庭屋面透明屋顶采用不锈钢管张弦梁结构体系。建筑结构的设计使用年限为50 年、安全等级为二级、建筑的耐火等级为一级、防水等级为一级。抗震设防烈度7度、设计基本地震加速度值为、设计地震分组第一组，场地类别为上海地区W类、设计特征周期为，建筑抗震设防类别为丙类、砼框架的抗震等级为三级、局部错层柱和连层柱抗震等级提高为二

8、级；建筑结构的阻尼比取。上部结构的砼强度等级均为C30， 框架柱、梁采用 HRB400钢筋，楼屋面板采用 HRB335钢筋，构件的箍筋和分布筋采 用HRB235或HRB33成冈筋，框架组合梁、柱的型钢用Q235B钢。框架的外围护墙和内隔墙均采用自重轻保温隔热性能良好的轻质砂加气混凝土砂块，强度等级为和专用粘结剂砌筑。4 结构体系的抗震不利因素和设计难点该建筑从外表形体来看方正简洁，由于使用功能复杂，使内部空间组合形态多变；入口大厅、中部内庭挑空、两区域间错层等形成较为复杂的结构体系，按上海市建筑抗震设计规程(DGJ08-9-XX)有关规则性准则判别属平面特别不规则建筑结构，其不利因素和设计难点为：建筑平面中47 轴范围设置了L 形内庭从首层挑空至屋面，并逐层放大、柱逐层抽除，形成二层至屋面结构平面开大洞， Y 向有效楼板宽度小于典型楼板宽度的40%，属楼板局部不连续。首层的入口大厅挑空两层，造成二层结构平面7-11 轴/D-H轴的L形大洞口，Y向有效楼板宽度小于典型楼板宽度 的 50%，属楼板局部不连续。建筑平面14 轴五层办公区域、屋面高度，412 轴三层办事区域、屋面高度，在4 轴左右两侧形成错层(见图5)结构平面，使4 轴框架柱形成短柱；因错