应用装配式建筑的某办公楼结构设计

李雪波 邵剑文 陈晓东

(1.杭州运河集团投资发展有限公司，浙江 杭州 310021； 2.浙江大学建筑设计研究院有限公司，浙江 杭州 310028)

应用装配式建筑的某办公楼结构设计

李雪波1邵剑文2陈晓东2

(1.杭州运河集团投资发展有限公司，浙江 杭州 310021； 2.浙江大学建筑设计研究院有限公司，浙江 杭州 310028)

某工程在设计中采用装配式混凝土框架—剪力墙结构体系和装配式钢框架结构体系，采用预制叠合楼板以及预制楼梯方式实现建筑工业化，达到浙江省《建筑工业化评价导则》的各项要求，可作为其他类似项目的设计参考。

装配式混凝土结构,装配式钢结构,预制率

1 工程概况

本工程位于杭州市江干区四季青街道，总用地面积23 458 m2，总建筑面积57 110.15 m2。该项目主要建筑物包括有1栋14层的A楼,1栋10层的B楼，见图1。A楼长84.0 m，宽34.65 m，首层层高4.20 m，标准层层高3.90 m，房屋总高度55.200 m；B楼长84.0 m，宽33.00 m，首层层高4.20 m，标准层层高3.90 m，房屋总高度39.600 m。A楼,B楼下均设置1层地下室，并连成整体，主要功能为汽车库、设备用房、餐厅，局部设置2个人防防护单元。

根据浙江省人民政府办公厅关于推进绿色建筑和建筑工业化发展的实施意见(浙政办发〔2016〕111号)规定的要求：2017年1月1日起，杭州市、宁波市和绍兴市中心城区出让或划拨土地上的新建项目，全部实施装配式建造。本工程采用装配式混凝土结构和装配式钢结构，并满足GB/T 51129—2015工业化建筑评价标准和浙江省标《建筑工业化评价导则》(建设发(2016)32号)的各项指标要求。

2 结构设计

2.1设计参数

1)风荷载：50年一遇的基本风压为0.45 kN/m2；地面粗糙度为B类；风荷载体型系数为1.40。塔楼高度小于60 m，承载力设计时按50年一遇基本风压0.45 kN/m2取值。

2)雪荷载：50年一遇的基本雪压为0.45 kN/m2；屋面积雪分布系数为1.0。

3)地震作用参数见表1。

表1 地震作用参数表

4)建筑结构设计使用年限为50年；建筑结构安全等级为二级；地基基础(桩基)设计等级为甲级；建筑抗震设防类别为标准设防类(丙类)。

5)结构类型和抗震等级见表2。

表2 抗震等级列表

2.2结构选型和结构布置

本工程地下室为整体地下室，为保证建筑功能以及人防区防护要求不设置变形缝；地上A楼,B楼,C楼三个建筑各自独立，为避免上部结构超限，B楼中部(Ⓕ轴)设置抗震缝(兼作伸缩缝)，将B楼分为2个体型较为规则的单体，A楼采用框架—剪力墙结构体系，不设缝。各部分结构体系以及结构布置分述如下：

1)A楼。

A楼底层层高4.20 m，其余层高3.90 m，房屋总高度55.200 m，自西向东，6层开始，每2层收进一次，其中11层收进超过25%。2层门厅局部楼板大开洞，形成局部通高，但楼板开洞面积不大于楼板面积30%，有效楼板宽度大于50%，满足规范要求。

根据建筑平面布置和功能要求，结合结构的受力要求，A楼采用现浇钢筋混凝土框架—剪力墙体系，地上楼层采用预制钢筋混凝土叠合板，屋面采用现浇钢筋混凝土屋面板。结合建筑平面布置，在平面中部的楼梯间、电梯井、设备井道等处墙体布置钢筋混凝土剪力墙，提供结构的抗侧刚度，以满足结构抗震、抗风及变形要求。

2)B楼。

B楼底层层高4.20 m，其余层高3.90 m，房屋总高度39.600 m，自西向东，7层开始，每层收进一次。通过在B楼中部(Ⓕ轴)设置抗震缝(兼作伸缩缝)，将B楼分为2个体型较为规则的单体。设缝后，2个单体上部楼层收进均发生在顶部楼层，其他楼层收进均未超过下一楼层的25%，满足体型收进规则性要求。

另外，B楼2层楼板开洞面积大于楼层面积30%，形成2层通高，存在局部楼层平面不规则。B楼房屋总高度39.600 m，小于50.0 m，该楼2个结构单体均采用框架结构，地上楼层采用预制钢筋混凝土叠合板，屋面采用现浇钢筋混凝土屋面板。

2.3结构不规则项

1)A楼存在如下不规则项：

a.规定水平力作用下两个方向的最大弹性层间位移与平均值之比大于1.2(考虑偶然偏心)，但小于1.4，属于平面扭转不规则，但不属于特别不规则。

b.11层收进超过25%，属于尺寸突变竖向不规则。

另外，2层门厅局部楼板大开洞，控制楼板开洞面积不大于楼板面积30%，有效楼板宽度大于50%，满足规范要求。

可见，A楼存在平面、立面各一项不规则，属非超限高层结构。

2)B楼存在如下不规则项：

a.规定水平力作用下两个方向的最大弹性层间位移与平均值之比大于1.2(考虑偶然偏心)，但小于1.4，属于平面扭转不规则，但不属于特别不规则。

b.B楼2层楼板开洞面积大于楼层面积30%，形成局部2层通高，属于平面不规则。根据建筑平面、立面图，B楼8层、10层收进大于25%。设计通过在B楼中部(Ⓕ轴)设置抗震缝，将B楼分为2个体型较规则的单体，设缝后，8层、10层分属于2个单体的顶部楼层，其他楼层收进则未超过下一楼层的25%，可满足体型收进规则性要求。

可见，B楼存在平面、立面各一项不规则，属非超限高层结构。

2.4装配式结构设计

根据浙江省人民政府办公厅文件浙政办发[2016]111号《浙江省人民政府办公厅关于推进绿色建筑和建筑工业化发展的实施意见》，本工程采取以下措施，以满足工业化建筑要求：

1)A楼,B楼为钢筋混凝土结构，预制构件采用叠合楼板，即上部楼层大开间楼板采用叠合板，楼板底部60 mm预制，上部70 mm现浇。本工程屋面板、与剪力墙连接的楼板、大跨(超过5 m)的楼板仍采用现浇板，保证屋面防水性，保证剪力墙处楼板水平力的传递。

2)A楼,B楼楼梯梯段采用预制构件以提高预制率。同时，梯段与平台梁之间设置滑动支座，楼梯构件与主体结构之间不传递水平力，有利于提高主体结构抗震性能，保障楼梯在地震作用下的安全性。

3)预制率计算(见表3)。

表3 A楼叠合板混凝土用量统计

根据浙江省《工业化建筑评价导则》预制率计算公式4.1.2：

其中，K预为预制率；V预为预制构件混凝土体积；V叠为叠合构件现浇混凝土体积；V总为0.000以上(不含0.000)混凝土总体积。

本工程A楼,B楼0.000以上部分混凝土总体积分别为6 337 m3，4 048 m3，按上式计算，A楼，B楼预制率均为20.1%，满足20%的最小预制率要求。

3 结语

1)A楼采用装配式混凝土框架—剪力墙结构，不设缝，通过调整剪力墙数量和位置控制位移比小于1.2，控制楼板开洞面积和宽度避免平面不规则，避免整体结构超限，确保结构设计的经济性；

2)B楼采用装配式混凝土框架结构，结合上部建筑布置设置一条抗震缝，避免整体结构超限;

3)A采用少墙框架—剪力墙结构，B楼采用框架结构以降低总混凝土用量，并在合理位置采用叠合楼板并全部使用预制楼梯，达到装配式结构预制率的要求。

Structuraldesignofanofficebuildingappliedwithassembledstructuretechnology

LiXuebo1ShaoJianwen2ChenXiaodong2

(1.InvestandDevelopmentCo.,Ltd,HangzhouYunheGroup,Hangzhou310021,China; 2.ArchitecturalDesignandResearchInstituteofZhejiangUniversity,Hangzhou310028,China)

In the project represented in this paper, assembled concrete frame-shear wall structure and assembled steel structure are appled, by using prefabricated laminated floors and prefabricated stairs, the requirements inEvaluationGuideofConstructionIndustrializationare all achieved, and the application can be the reference of other projects.

assembled reinforced concrete structure, assembled steel structure, prefabrication ratio

1009-6825(2017)28-0051-02

2017-07-23

李雪波(1976- )，男，高级工程师

TU318

A