关于某居民活动中心结构设计案例分析

摘 要 公共建筑是当代社会发展完善中必不可少的条件，随着居民生活条件不断改善，城市服务配套更新换代，居民活动中心应运而生，设计中单体平面复杂，各专业综合要求较高。本文中某居民活动中心内配套增设配电房，商业门面，地下车库等综合设计，详细阐述了结构设计要点，通过实例的分析计算、构造措施等方面进行了探讨，并给出成功的工程设计实例。在此，笔者拟与广大设计人员共同探讨设计心得与应用。

关键词 活动中心;结构设计;案例分析

1某居民活动中心工程概况

某高层住宅小区位于某市，其中配套居民活动中心，该项目由17栋高层及幼儿园，居民活动中心及地下车库等构成，抗震设防烈度为7度，抗浮水位为室外地坪下1米，为抗震一般地段。

本文主要分析该小区居民活动中心（框架结构位于地下车库内部）结构设计分析过程，内部配套复杂，配合各专业不同要求，进一步熟练掌握结构设计的各种情况[1]。

2居民活动中心结构设计步骤

2.1 优化结构布置

图1为某居民活动中心结构平面图，框架抗震等级为三级，根据建筑方案，为四层框架结构，局部两层及一层。左右矩形框为自管配电房及局管配电房，均为两层，自管配电房设置在地下一层，局管配电房设置在地上两层，净高要求为3.6米;右下方为一层区域;箭头处为内庭院，地下一层;主楼满足楼板的有效宽度与典型宽度之比不满足规范不低于50%的要求。通过初步建模计算，各项参数均符合规范要求。

在结构布置中，重点考虑建筑功能要求。首先，地下为停车库及自管配电房，配电房需要预留电缆沟高度及满足设备净高要求，地下停车库保证车位需要，柱截面优先考虑在600×600mm内，梁高优先考虑在400×800mm截面。其次，地下室层高为5.65～6.25米，主楼局部存在一层，二层及内庭院，水浮力较大，考虑降低首层结构标高1米左右覆土，配合计算逐一复核局部抗浮。最后，按供电局提供局管配电房要求，二层局部楼板考虑0.8米电缆沟荷载及净高要求。综合考虑以上要求，优化结构方案布置，优化结构体系，同时考虑经济因素，平衡含钢量，保证安全又经济。

2.2 合理基础选型

根据地质报告，未发现有影响场地稳定的不良地质作用存在，该场地是稳定的，适宜本工程建设。均可采用天然地基、独立柱基础或筏板基础，以第2层粉质黏土，第3层粉质黏土或第4层粉质黏土作为基础持力层。

天然地基设计参数

建筑场区各土层的承载力特征值fak、压缩模量Es及基床系数K建议值见下：

2层粉质黏土 Fak=160（Kpa） Es=7.5（Mpa） K=25000KN/m3（经验值）;3层粉质黏土 Fak=220（Kpa） Es=9.5（Mpa） K=35000KN/m3

（经验值）;4层粉土加粉质黏土 Fak=220（Kpa） Es=13.5（Mpa） K=26000KN/m3（经验值）。

根据地勘报告提供的剖面图及建筑方案布置，整个小区各楼及车库持力层大部分位于2～3层土，对拟建居民活动中心基础选型进行可行性分析：

（1）承载力验算：经试算该项目第3层粉质黏土修正后的地基承载力满足设计要求，可以同地下车库采用筏板+柱墩形式基础。因车库未采用锚杆抗浮，整个小区综合考虑，本楼如果采用锚杆抗浮设备进场成本交大，故采用覆土配重局部抗浮能满足设计要求。

（2）逐一验算抗浮部位：本楼局部抗浮设计是重点，局部一层，二层及内庭院均需要逐一单独验算，结构基础设计软件中考虑水浮力荷载，准确设置水位标高，验算基础配筋。图2为其中一处计算过程。

经过整体分析，一层顶板覆土区域细化，内庭院部分地下室顶板可采用大板，简化设计;北面商业门面分割较多，顶板设置主次梁较合理;南面居民活动中心四层，顶板不需要覆土，常规设计板厚，满足嵌固端要求;因地下均为地下车库，如果采用车库内填土配重，势必影响车位布置，故综合优化为顶板覆土，合理选型基础形式。

2.3 细化结构荷载，抗震梁板布置要点。

本项目结构荷载根据建筑功能划分，房间一一细化恒荷载和活荷载取值，例如本项目活载有商业门面，居民活动房间，健身房，配电房等需要重点关注;恒荷载也需要根据顶板覆土不同区别对待，二层处电缆沟可考虑预制小平板恒荷载等;本项目梁上线荷载根据层高不同，例如一层层高约5.0米，二层3.9米，三四层3.6米，再根据建筑分割，结构梁截面大小细化荷载，细化设计，最后了解设备需求，精准布置，既满足相关专业需求，又能符合结构合理布置。

本项目结构梁布置中我们需要关注不同层区分布置。本项目中，首先保证梁和框架柱宜贯通布置，使传力明确;其次要考虑建筑施工图中使用功能，避免梁高或梁柱位置影响建筑使用，比如配电房有净高要求，地下车库有净高净宽要求，储备相关专业知识，也能为后续设计提供范本参考。其次各层平面中，优化梁搭梁，分清主次梁关系，合理设置梁上立柱，加强悬挑梁等。例如本项目设置了室外楼梯，需要通过悬挑梁搭建楼梯，在设计中，可稍加放大悬挑处梁负筋，加强薄弱环节。在板的设置中，板厚的设计要根据板受力荷载及功能综合考虑，建筑功能，设备需求，结构嵌固端，合理选取板厚。同时我们要结合当地导则是否有特殊要求，加强板构造要求。本项目中综合了许多需要考虑的因素，通过这些项目的锻炼，不断提高我们的结构设计水平。

2.4 结构施工图的优化

本项目使用盈建科结构软件设计，探索者结构制图软件及AUTOCAD相配合进行结构施工图纸的绘制。近年来通过软件的不断发展，各類施工图的绘制效率大幅提高，给设计人员带来很多方便。例如，在模型建立完成后我们可以利用三维截面，直观的观测到整个项目的构架，避免错漏，加强复核;在基础设计中，本项目的水浮力荷载可以在结果中统一查看，避免丢载，通过反复验算比较，找到最优化的设计方案。

本项目为公共建筑，在绘制施工图时，每层设置均有区别，要求设计人员细心，耐心，专心，与模型对接的设计人员需要对图纸统一管理，优化细节，通过和各专业的配合，清晰明确的表达图纸，在软件提高的同时，提高个人设计能力，与时俱进[2]。

3结构科学计算 合理设计

大部分公共建筑虽为多层框架结构，但涉及面广，相比住宅设计考虑内容多，杂，考察设计人员综合设计能力。本项目重难点在于整体和局部需要综合考虑，既要满足规范设计要求，又需要在规范的基础上根据具体情况具体分析，比如地下增设地下车库，地上地下均增设配电房，不仅满足活动中心需要，还增设商业门面，多元化需要。既要考虑大底盘整体布局，又要根据单体自身情况合理优化。从地下至地上，不断优化，进一步适应现代社会的需求。以科学计算为前提，选择能实现整个功能要求合适的结构形式，借助于结构设计理论和相关经验方法，通过设计软件进行内力分析和组合，最终提出安全，经济的结构施工图。

参考文献

[1] 易思伟.房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的应用研究[J].建材与装饰，2016，407（3）：116-117.

[2] 魏利金.建筑结构设计规范疑难热点问题及对策[M].北京：中国电力出版社，2015：133-135.

作者简介

汪杨（1982-），女，安徽合肥人;职称：副主任工程师（现任职务），现就职单位：安徽省城乡规划设计研究院，研究方向：结构设计。