一 工程簡介
1、工程概況
本工程地下兩層深9.0m，地下二層為戰(zhàn)時(shí)人防地下室；地上二十八層，出屋頂四層，共計(jì)三十四層，其中裙樓四層，一至三層為商場，四層為寫字樓使用的多功能大廳及其它房間，五層為設(shè)備層及屋頂平臺花園六~二十八層為標(biāo)準(zhǔn)寫字樓，屋頂上四層分別為設(shè)備用房和高位水池。占地面積為6343.75平方米，總建筑面積72290平方米，標(biāo)準(zhǔn)層面積為1559.5平方米，大樓總高度122.1米。
2、地基與基礎(chǔ)
根據(jù)地質(zhì)勘查報(bào)告，本工程地質(zhì)自上而下分為兩部分，上部為第四系的人工堆積，沖擊，殘積土層，下部為白惡系上統(tǒng)大朗山組黃花崗段的沉積基巖，其巖性可分為粉砂質(zhì)泥巖（含礫），泥質(zhì)粉砂巖，礫巖等，基巖部分的一般規(guī)律是隨著深度的增加而風(fēng)化程度減弱，巖面強(qiáng)度增大，微風(fēng)化帶巖體較完整，整體穩(wěn)定性可靠，一般埋深20.30~30.20m ，樁端承載力標(biāo)準(zhǔn)值0.5mpa.據(jù)此，結(jié)合本工程的荷載要求，采用人工挖樁基礎(chǔ)，以微風(fēng)化巖為持力層，周邊采用一柱一樁，核心筒則采用大底板加群樁，樁徑為3000.
3、結(jié)構(gòu)及施工方法
結(jié)構(gòu)按7度地震設(shè)防，筒體與框架的抗震等級為二級，地基類別2類，基本風(fēng)荷0.45kN/平方米。本工程主樓采用框架和筒體協(xié)同工作體系（框-筒結(jié)構(gòu)），主樓中部（樓梯間和電梯間）縱橫向剪力的墻組成抵抗縱橫向剪力的核心筒。裙房采用框架結(jié)構(gòu)，在主樓和裙樓房間加后澆帶。地下室至五層為普通砼梁板結(jié)構(gòu)，六~二十八層受層高限制，采用后張無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力寬扁梁結(jié)構(gòu)，樓板為普通鋼筋砼板。本工程結(jié)構(gòu)計(jì)算程序采用TBSA4.2軟件。
二 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新技術(shù)
1、后張無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力寬扁梁結(jié)構(gòu)
本工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是在七~二十九層采用了后張無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力寬扁梁結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)思路如下：
（1） 設(shè)計(jì)原則
A、無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋主要用于平衡樓板和扁梁自重，并滿足梁的抗裂度及變形要求。
B、為保證構(gòu)件延性，按照《無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》梁內(nèi)配置適當(dāng)普通鋼筋。
C、耐火極限為兩小時(shí)，無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的保護(hù)層厚度不小于40mm.
（2）計(jì)算模型
樓板厚150mm，扁梁尺寸bxh=1000x500（1500x500），計(jì)算模型取柱與扁梁組成的剛架，并假定扁梁與內(nèi)筒連接為固接，扁梁截面為T形。
（3）預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)
樓板、扁梁的砼為C35，扁梁采用無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)體系，無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋為7f5鋼絲束，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為1570Mpa，普通鋼筋采用II級螺紋鋼，錨固體系采用中國建筑科學(xué)研究院的無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力錨固體系。張拉控制應(yīng)力取scon=0.7x1570=1099mpa， 張拉時(shí)超張拉到1.03scon=1132mpa，同時(shí)采用張拉力與伸長值雙控制。
抗裂驗(yàn)算根據(jù)《無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》要求，扁梁按二級裂等級設(shè)計(jì)，適當(dāng)放松；強(qiáng)度驗(yàn)算中，外荷載在扁梁內(nèi)產(chǎn)生的彎矩取TBSA程序內(nèi)力組合結(jié)果并考慮預(yù)尖力產(chǎn)生的次彎矩。
當(dāng)對扁梁施加預(yù)應(yīng)力是，柱中的軸向壓力很小，因此對柱子要進(jìn)行大偏壓或純彎強(qiáng)度絕對值算，并在柱子強(qiáng)度設(shè)計(jì)的荷載組合中考慮次內(nèi)力的影響。
扁梁采用單根無粘結(jié)預(yù)期應(yīng)力筋張錨體系QMU，張拉端為夾片式錯具，固定端為擠壓錨具，任取一根典型扁梁。
（4）經(jīng)濟(jì)效益
1、取標(biāo)準(zhǔn)層一層作為計(jì)算單元，將無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力寬扁梁結(jié)構(gòu)與普通鋼筋砼梁結(jié)構(gòu)相比較，前者砼用量（包括柱、梁和砼墻）及鋼筋用量（不包括預(yù)應(yīng)力筋）增加約20%左右，介從整體平看，由于采用無粘結(jié)預(yù)應(yīng)國力寬扁梁可以降低層高，雖然建筑物高度受到限制不允許提高，卻可以增加了建筑面積，有很現(xiàn)實(shí)的經(jīng)濟(jì)意義，本工程原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)層層高3.6m，因?yàn)橐?guī)劃高度限制100m，因此僅能建26層，現(xiàn)在采用無粘結(jié)顧應(yīng)力寬扁梁結(jié)構(gòu)后，標(biāo)準(zhǔn)層層高3.3m，則可以建28層。
2、型鋼奏在普通鋼筋砼中的應(yīng)用
五層樓面亦即裙樓天面，其建筑使用功能較多，有屋頂花園、光棚，還有游泳池及更衣室等，樓面標(biāo)高變化多，荷載大。另外分別有兩根16M跨和兩根20M跨框架梁，由于承受荷載很大，經(jīng)TBSA程序計(jì)算，梁端彎矩過大，按普通鋼筋配已嚴(yán)重超筋，為了解決這個能量，經(jīng)研究決定將個四根梁改為型鈉砼梁，由此梁兩端的柱相應(yīng)也改為型鋼砼柱，以便于梁柱節(jié)點(diǎn)連接，普通砼中局部采用型鋼砼組合結(jié)構(gòu)，給設(shè)計(jì)和施工帶來了一定的麻煩，但我們最終成功發(fā)解決了這兩者之間復(fù)雜的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造成。型鋼砼梁與型鋼砼柱及普通砼框及普通砼框架梁的節(jié)點(diǎn)連接，非常復(fù)雜，縱筋、箍筋和腰筋交錯，而且框架梁1與型鋼砼梁與型鋼砼柱頂面標(biāo)高不同，如果按原設(shè)計(jì)框架梁1的縱筋全部焊接在型鋼柱的翼緣上，縱筋過于密集，將造成框架梁1的縱筋施工無法順利進(jìn)行，達(dá)不到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求，所以我們將框架梁1的截面由原來的300X800改為500X800頂部的縱筋全部越過型鋼柱焊接在型鋼梁翼緣上，對底部的縱筋，如果焊在型鋼柱的翼緣上，為仰焊，且此節(jié)點(diǎn)鋼筋密集，不方便焊接施工，質(zhì)量很難保證，所以在底縱筋與型鋼柱連接處焊接一塊鋼托，縱筋直接平焊在鋼托上即可，為防止與鋼托焊接處，型鋼受削弱，在此處增設(shè)三角形加勁板，加勁板與框架梁1的底縱筋平齊。
1、工程概況
本工程地下兩層深9.0m，地下二層為戰(zhàn)時(shí)人防地下室；地上二十八層，出屋頂四層，共計(jì)三十四層，其中裙樓四層，一至三層為商場，四層為寫字樓使用的多功能大廳及其它房間，五層為設(shè)備層及屋頂平臺花園六~二十八層為標(biāo)準(zhǔn)寫字樓，屋頂上四層分別為設(shè)備用房和高位水池。占地面積為6343.75平方米，總建筑面積72290平方米，標(biāo)準(zhǔn)層面積為1559.5平方米，大樓總高度122.1米。
2、地基與基礎(chǔ)
根據(jù)地質(zhì)勘查報(bào)告，本工程地質(zhì)自上而下分為兩部分，上部為第四系的人工堆積，沖擊，殘積土層，下部為白惡系上統(tǒng)大朗山組黃花崗段的沉積基巖，其巖性可分為粉砂質(zhì)泥巖（含礫），泥質(zhì)粉砂巖，礫巖等，基巖部分的一般規(guī)律是隨著深度的增加而風(fēng)化程度減弱，巖面強(qiáng)度增大，微風(fēng)化帶巖體較完整，整體穩(wěn)定性可靠，一般埋深20.30~30.20m ，樁端承載力標(biāo)準(zhǔn)值0.5mpa.據(jù)此，結(jié)合本工程的荷載要求，采用人工挖樁基礎(chǔ)，以微風(fēng)化巖為持力層，周邊采用一柱一樁，核心筒則采用大底板加群樁，樁徑為3000.
3、結(jié)構(gòu)及施工方法
結(jié)構(gòu)按7度地震設(shè)防，筒體與框架的抗震等級為二級，地基類別2類，基本風(fēng)荷0.45kN/平方米。本工程主樓采用框架和筒體協(xié)同工作體系（框-筒結(jié)構(gòu)），主樓中部（樓梯間和電梯間）縱橫向剪力的墻組成抵抗縱橫向剪力的核心筒。裙房采用框架結(jié)構(gòu)，在主樓和裙樓房間加后澆帶。地下室至五層為普通砼梁板結(jié)構(gòu)，六~二十八層受層高限制，采用后張無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力寬扁梁結(jié)構(gòu)，樓板為普通鋼筋砼板。本工程結(jié)構(gòu)計(jì)算程序采用TBSA4.2軟件。
二 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新技術(shù)
1、后張無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力寬扁梁結(jié)構(gòu)
本工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是在七~二十九層采用了后張無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力寬扁梁結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)思路如下：
（1） 設(shè)計(jì)原則
A、無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋主要用于平衡樓板和扁梁自重，并滿足梁的抗裂度及變形要求。
B、為保證構(gòu)件延性，按照《無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》梁內(nèi)配置適當(dāng)普通鋼筋。
C、耐火極限為兩小時(shí)，無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的保護(hù)層厚度不小于40mm.
（2）計(jì)算模型
樓板厚150mm，扁梁尺寸bxh=1000x500（1500x500），計(jì)算模型取柱與扁梁組成的剛架，并假定扁梁與內(nèi)筒連接為固接，扁梁截面為T形。
（3）預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)
樓板、扁梁的砼為C35，扁梁采用無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)體系，無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋為7f5鋼絲束，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為1570Mpa，普通鋼筋采用II級螺紋鋼，錨固體系采用中國建筑科學(xué)研究院的無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力錨固體系。張拉控制應(yīng)力取scon=0.7x1570=1099mpa， 張拉時(shí)超張拉到1.03scon=1132mpa，同時(shí)采用張拉力與伸長值雙控制。
抗裂驗(yàn)算根據(jù)《無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》要求，扁梁按二級裂等級設(shè)計(jì)，適當(dāng)放松；強(qiáng)度驗(yàn)算中，外荷載在扁梁內(nèi)產(chǎn)生的彎矩取TBSA程序內(nèi)力組合結(jié)果并考慮預(yù)尖力產(chǎn)生的次彎矩。
當(dāng)對扁梁施加預(yù)應(yīng)力是，柱中的軸向壓力很小，因此對柱子要進(jìn)行大偏壓或純彎強(qiáng)度絕對值算，并在柱子強(qiáng)度設(shè)計(jì)的荷載組合中考慮次內(nèi)力的影響。
扁梁采用單根無粘結(jié)預(yù)期應(yīng)力筋張錨體系QMU，張拉端為夾片式錯具，固定端為擠壓錨具，任取一根典型扁梁。
（4）經(jīng)濟(jì)效益
1、取標(biāo)準(zhǔn)層一層作為計(jì)算單元，將無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力寬扁梁結(jié)構(gòu)與普通鋼筋砼梁結(jié)構(gòu)相比較，前者砼用量（包括柱、梁和砼墻）及鋼筋用量（不包括預(yù)應(yīng)力筋）增加約20%左右，介從整體平看，由于采用無粘結(jié)預(yù)應(yīng)國力寬扁梁可以降低層高，雖然建筑物高度受到限制不允許提高，卻可以增加了建筑面積，有很現(xiàn)實(shí)的經(jīng)濟(jì)意義，本工程原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)層層高3.6m，因?yàn)橐?guī)劃高度限制100m，因此僅能建26層，現(xiàn)在采用無粘結(jié)顧應(yīng)力寬扁梁結(jié)構(gòu)后，標(biāo)準(zhǔn)層層高3.3m，則可以建28層。
2、型鋼奏在普通鋼筋砼中的應(yīng)用
五層樓面亦即裙樓天面，其建筑使用功能較多，有屋頂花園、光棚，還有游泳池及更衣室等，樓面標(biāo)高變化多，荷載大。另外分別有兩根16M跨和兩根20M跨框架梁，由于承受荷載很大，經(jīng)TBSA程序計(jì)算，梁端彎矩過大，按普通鋼筋配已嚴(yán)重超筋，為了解決這個能量，經(jīng)研究決定將個四根梁改為型鈉砼梁，由此梁兩端的柱相應(yīng)也改為型鋼砼柱，以便于梁柱節(jié)點(diǎn)連接，普通砼中局部采用型鋼砼組合結(jié)構(gòu)，給設(shè)計(jì)和施工帶來了一定的麻煩，但我們最終成功發(fā)解決了這兩者之間復(fù)雜的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造成。型鋼砼梁與型鋼砼柱及普通砼框及普通砼框架梁的節(jié)點(diǎn)連接，非常復(fù)雜，縱筋、箍筋和腰筋交錯，而且框架梁1與型鋼砼梁與型鋼砼柱頂面標(biāo)高不同，如果按原設(shè)計(jì)框架梁1的縱筋全部焊接在型鋼柱的翼緣上，縱筋過于密集，將造成框架梁1的縱筋施工無法順利進(jìn)行，達(dá)不到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求，所以我們將框架梁1的截面由原來的300X800改為500X800頂部的縱筋全部越過型鋼柱焊接在型鋼梁翼緣上，對底部的縱筋，如果焊在型鋼柱的翼緣上，為仰焊，且此節(jié)點(diǎn)鋼筋密集，不方便焊接施工，質(zhì)量很難保證，所以在底縱筋與型鋼柱連接處焊接一塊鋼托，縱筋直接平焊在鋼托上即可，為防止與鋼托焊接處，型鋼受削弱，在此處增設(shè)三角形加勁板，加勁板與框架梁1的底縱筋平齊。