吴江总部经济中心2#地块高层办公楼结构设计

张希

[摘要]吴江总部经济中心2#地块高层办公楼采用了钢筋混凝土框架-核心筒结构体系。介绍了工程概况和结构体系及布置，针对结构的不规则情况采取了相应的抗震加强措施并进行了楼板应力分析，以及地基基础设计。分析结果表明，工程各项计算指标均符合规范要求。

[关键词]高层框架核心筒结构；楼板应力分析；后注浆钻孔灌注桩

1 工程概况

吴江总部经济中心2#地块项目位于江苏省苏州市吴江区，北侧为人民路，南侧为学院路，西侧为励志路，东侧为花园路。项目总建筑面积为62057.42m2，其中地下建筑面积为13421.80m2，地上建筑面积为48635.62m2。项目地上19层，地下1层 ，突出屋面1层为设备用房，主要结构屋面高度为98.98m。地下部分平时为设备用房和停车库；战时为甲类、抗力级别为核六级的二等人员掩蔽所；1～4层功能为商业，5～19层功能为办公；出屋面设有电梯机房。项目地上呈矩形布置，尺寸为64.8mx46.8m，标准层层高为5.4m，地下室层高为4.9m，地上1层层高为5m，2～3层层高为4.49m，4层层高为4.4m。主要柱网为8.1mx9m，8.1mx8.1m，建筑效果图和剖面图见图1。

工程设计使用年限为50年，抗震设防烈度为6度（0.05g），设计地震分组第一组，场地类别为IV类，场地特征周期为0.65s。结构安全等级为二级，抗震设防类别为丙类，地基基础设计等级为甲级，计算采用基本风压值为0.45kN/m2（50年一遇），地面粗糙度为C类，风荷载体形系数为1.4。主体结构框架抗震等级为三级，核心筒抗震等级为二级。

2 结构体系与布置

工程采用钢筋混凝土框架-核心筒结构体系，标准层结构布置图见图2。东、西两个钢筋混凝土核心筒为主要抗侧力结构体系，两个核心筒尺寸均为7.95mx16.9m。核心筒周边剪力墙墙厚从下到上均为400mm，混凝土强度等级从下到上为C55～C35。核心筒外围钢筋混凝土框架柱的主要截面尺寸从下到上分别为800x1550～800x800和1200x1200～800x900，混凝土强度等级从下到上为C55～C35。标准层框架梁的主要截面尺寸为600x600和500x600。

地下1层楼板厚度为180mm；1～19层楼板厚度为150mm，皆为双层双向配筋。为了满足建筑地下车库停车位布置的需求，建筑物最外围框架柱截面最大宽度只能为800mm；办公楼标准层层高为5.4m，在尽可能提高房间梁底楼层使用高度的要求下，框架梁的截面高度只能为600mm，所以在建筑物外围设置了少量钢筋混凝土剪力墙以增加建筑物抗侧力刚度。

3 结构规则性情况及应对措施

结构标准层东西向有效楼板宽度为（65.5-32.15）/65.5=51%，南北向有效楼板宽度为（47.5-28.1）/47.5=41%，中央洞口面积占标准层平面面积的29%，属于平面一般不规则的建筑。

针对结构平面不规则的情况，采取了以下应对措施：1）楼板厚度加厚为150mm；2）对标准层楼板采用SLABCAD软件进行楼板应力分析，控制多遇地震下板内主拉应力小于混凝土抗拉强度标准值，在基本烈度地震组合下板内钢筋不屈服。

4 结构分析计算

结构重要性系数为1.0；采用分块刚性楼板，考虑偶然偏心和双向地震作用，结构阻尼比为0.05；周期折减系数为0.85。办公楼结构计算以地下室顶板为嵌固部位，采用中国建筑科学研究院建筑工程软件研究所编制的SATWE分析，指标结果如下：结构的第一平动、第二平动、第三扭转周期分别为3.4625s、2.9730s、2.9391s，扭转周期与第一平动周期比为0.85，满足规范规定其值小于0.85的要求；考虑偶然偏心时结构位移比为1.19，小于1.2；多遇地震作用下，结构X、Y向的最大的弹性层间位移角分别为1/1617、1/2007，大于1/800，均满足规范要求。

5 地基基础设计

办公楼采用钢筋混凝土后注浆钻孔灌注桩+厚板。后注浆钻孔灌注桩桩径为800mm，桩端持力层为层⑨粉土夹粉砂层，桩长49m，混凝土强度等级为水下C35，桩端后注浆。单桩竖向承载力特征值通过静载荷试验后确定为4000kN，桩基计算最终沉降量为70mm，桩长范围内土层分别为淤泥质粉质粘土、粉质粘土、粘土、粉质粘土、粉土夹粉砂、粉砂夹粉土。桩基采用核心筒满堂布置和框架柱下独立承台布置的方式，基础底板核心筒和框架柱下厚度为2000mm，其余部位为1000mm，混凝土强度等级为C40，抗渗等级为P6，添加膨胀纤维抗裂防水剂。

外围地下室采用钢筋混凝土预制实心方桩，桩边长为400mm，桩端持力层为层⑥粉质粘土层，桩长22m，混凝土強度等级为C40。单桩抗拔竖向承载力特征值通过试验后确定为480kN，底板厚度为600mm，混凝土强度等级为C40，抗渗等级为P6，添加膨胀纤维抗裂防水剂。

为了减少差异沉降的影响，在办公楼与外围地下室之间设置了沉降后浇带。

结语：

1）对于结构平面不规则，采取了加厚板的措施，并补充了楼板应力分析。

2）在地震作用下，结构周期比、偶然偏心时位移比、层间位移角等指标均符合现行规范要求。

3）工程与2014年8月顺利通过了江苏省苏州市施工图审查。

参考文献：

1 GB50010-2010 混凝土结构设计规范；

2 GB50011-2010 建筑抗震设计规范；

3 JGJ3-2010 高层建筑混凝土结构技术规程；

4 JGJ94-2008 建筑桩基技术规范；

5 吕西林主编 超限高层建筑工程抗震设计指南；