某商业综合体结构设计

徐杰 毛大庆

内容提要：某商业综合体地上三层，局部四层，集超市、电影院、KTV、大型商业、一般零售、停车楼等多功能于一体。建筑平面不规则，采用设置抗震缝的方式分隔成相对简单的独立结构单元，主体采用现浇钢筋混凝土框架结构，主入口处大跨度框架采用型钢混凝土。

关键词：商业综合体；抗震设防类别；框架结构；型钢混凝土

1.工程概况

本工程位于嘉兴市海盐县武原镇。项目总用地面积39769平方米，总建筑面积63880平方米。本项目为多层综合性商业建筑群，地上三层，局部四层，建筑高度为15米，局部21米，按建筑功能可分为：超市、电影院、KTV、大型商业、一般零售、停车楼等，商业内街屋面为屋顶花园。

2.基础设计

本项目场地位于嘉兴市海盐县，地貌属于长江三角洲冲湖积平原地区，地层成因复杂。本次勘察期间，场地表层填有较厚的填土，局部有水泥板和混凝土块，场地地势稍有起伏，场区地面绝对标高在2.80～4.19m之间，相对高差为1.39m。

项目标准柱距8.4m*8.4m，单柱最大柱底反力约为4000KN。根据地质情况和载荷大小，采用预应力混凝土空心方桩PS-A500（300），持力层采用7-2层，进入持力层深度不小于1.5m。本工程地质情况如表1所示。

根据地层情况，桩基须穿越硬夹层6-1粉质粘土夹粉砂层，为设计提供更加准确的设计依据，本工程打了三根场地试桩，分别选取了持力层较深、一般、较浅三种情况。根据试桩情况，桩基可以穿越6-1层，且单桩承载力较地勘报告参数有20%～30%的提高。地勘单位根据试桩结果对相关参数进行优化调整，单桩承载力特征值比原设计提高近15%，大大提高了地基基础的经济性。

由于项目占地面积较大，局部有暗塘，按不同的持力层深度将场地分区设计，各区域单桩承载力特征值为1350KN～1700KN，有效桩长为39～41m。布桩方式采用柱下独立承台，桩间距为4d，承台高度900mm～1400mm。

底层墙下设置地基拉梁，墙体荷载均通过地梁传至基础承台，承台间设置地基拉梁。

3.主体结构

3.1抗震设防类别的确定

本工程为大型多层商业综合体，总建筑面积63880平方米，项目位于嘉兴市海盐县，抗震设防烈度为6度（0.05g）。如何按规范要求正确的确定抗震设防类别，对本工程做到安全、适用、经济等各项技术指标具有重大意义。

根据《建筑工程抗震设防分类标准》[1]第6.0.5条及其条文说明，商业建筑中，人员密集的大型多层商场抗震设防类别应划为重点设防类，大型商场指一个区段的建筑面积约17000m?或营业面积7000m?以上的商业建筑。根据第3.0.1条，区段指由防震缝分开的结构单元、平面内使用功能不同的部分、或上下使用功能不同的部分。

本项目平面复杂，结构设计通过设置结构缝将建筑分成几个相对简单的结构单元。设缝之后，超市部分为一个独立的结构单元，停车楼为一个独立的结构单元，其余均为一般商业。每个结构单元均有独立疏散出入口，且每个结构区段建筑面积均不超过1.7万平方米。

结合《建筑工程抗震设防分类标准》和《建筑结构设计问答及分析》[2]中关于抗震设防分类的相关表述，本工程抗震设防类别判定为标准设防类（丙类），采用现浇钢筋混凝土框架结构，框架抗震等级为四级。

3.2结构选型和设计

根据《建筑抗震设计规范》[3]，项目地点抗震设防烈度为6度（0.05g），地震分组为第一组，抗震设防分类标准为标准设防类，采用框架结构，框架抗震等级为四级，主体地震作用和抗震构造措施均按6度要求。50年一遇基本风压为0.45KN/m?。

通过设置抗震缝，将结构分成相对简单的六个结构单元。对于设缝后长度仍超55m的结构单元，按30m～40m间距设置施工后浇带，以减小混凝土收缩带来的不利影响。超市单元水平长度接近100m，结构设计时除设置两条30m间距的后浇带外，将楼板水平向钢筋双层双向全部拉通，配筋率不小于0.25%；水平向梁顶面的纵向贯通筋不小于4根，腰筋不小于14。现项目已结顶，根据现场实际情况看，采取以上措施后，超市单元的混凝土收缩裂缝得到了很好的控制，主体结构未发现明确裂缝缺陷部位。

3.3大跨框架设计

本项目主入口，同时兼做消防車道，考虑建筑使用功能和方案的整体美观效果，入口处无法设置立柱，框架跨度达25m，结构梁高限制在1100mm以内。该梁跨高比达到近1/23L，经试算，常规现浇钢筋混凝土梁已经无法满足结构承载、变形的要求，经综合考虑，最终决定将该入口部位设计成型钢混凝土框架。

根据建筑房间布置，该位置采用两榀型钢混凝土框架，两榀框架相互垂直，截面相同。型钢混凝土梁截面为500×1100，型钢混凝土柱截面为800×800，型钢梁内钢骨向旁边跨梁内延伸3m。大跨型钢混凝土框架抗震等级为三级，型钢柱内钢骨向上延伸一层，过渡层钢骨设置栓钉。该项目目前已结顶，入口部位的变形、裂缝情况均满足要求，兼顾了建筑功能和结构受力的不同要求。

4.结束语

商业综合体由于平面、立面的不规则，结构布置也受建筑功能的限制，设计过程中对结构提出了更高的要求。通过合理的设置结构缝，不但可以将复杂的结构单元分割成相对简单的结构小单元，结合建筑消防分区的划分，可以避免由于一个功能区段的面积过大造成建筑设防类别的提高，从而节省工程造价，提高经济性。针对部分大跨度框架，采取针对性措施，如设置型钢构件等，在满足建筑使用功能的前提下，做到结构安全。在结构设计中，宜进行多方案比较，给建设单位提出专业性意见。

设计时应从结构的抗震概念设计、抗震构造措施、计算分析手段等方面着手，进行综合性的考虑，力争做到结构设计技术先进、安全适用、经济合理。

参考文献：

[1]《建筑工程抗震设防分类标准》（GB 50223-2008）.

[2]朱炳寅.《建筑结构设计问答及分析》：35-42.

[3]《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）.