1         工程概況

    該項目為一文武學校改擴工程，即行政辦公及學生活動中心。其總建筑面積為21976.23m²,建筑占面積1914.40 m^2，地上12層，地下一層，建筑總高位57.05，地下層平時為車庫，人防為甲類核6級常6級二等人員掩蔽所，人防建筑面積為1670 m^2.該工程東西均臨主干道路，西、北臨校區(qū)內道路，四面道路環(huán)通。路寬均大于5m，滿足消防車通行，并有2個出口與城市道路相同。

    行政辦公及學生活動中心主要功能為行政辦公。團委辦公、學生會辦公、學生活動中心、衛(wèi)生間、電氣及暖通設備用房，均圍繞豎向交通樓梯和電梯布置。七層至十五層設有兩部防煙樓梯和一部消防電梯，一層至六層設有三部防煙樓梯和兩部消防電梯，另外還設有三部客梯、滿足日程行政辦公和學生活動中心辦公需求。一層設有消防控制中心，大樓頂部設有消防水箱間。

    在建筑形體上，第七層向西一次性內收24m。達下一層同方向房屋總寬的37.5％；第十一層西部向北一次性內收8～24m，達下一層同方向房屋總寬度25～75％，均屬于豎向特別不規(guī)則，屬于超限高度。本工程設計使用年限為50年，抗震設防烈度為7度，設計基本地震加速度值為0.10g，設計地震分組第一組，特征周期0.90s，抗震設防類別為丙類，建筑場地類別IV類場地，結構的安全等級二級，地基基礎設計等級為乙級，鋼筋混凝土框架剪力墻結構。

    該工程由其他設計單位完成了擴初設計，超限高層專項審查和樁位施工圖，現重點闡述后續(xù)配合中有關上部結構的施工優(yōu)化和基礎施工圖設計內容。

2上部結構設計優(yōu)化

    在接手進行上部結構設計和基礎施工圖的過程中，發(fā)現遠結構設計存在很多不盡人意的地方，臂如，上部剪力墻布置嚴重影響了建筑的使用功能，基礎選型不合理，結構自重大，上、下層側向位移之差偏大，施工周期長，樁數太多比較浪費，基礎造價高等等。考慮該工程為超高層，且已通過專項審查，在不改變原結構形式和動力特征前提下，有必要進行優(yōu)化處理，既滿足建筑的功能要求，又達到經濟合理

分析原設計缺陷

（a）（1）軸上，（E）-（F）剪剪力墻靠外外窗布置，嚴重影響了建筑的使用功能，設計上顯然是不合理；

（b）電梯間、樓梯間處剪力墻過多，以至于中間剛度過大。為平衡中間剛度，增強抗扭能力，不得不在四周外圍布置更多的剪力墻，從而出現了剪力墻體過多的情況，是結構剛度過大，進而加大了地震效應，對結構也是不合理不經濟的。

（C）有四片墻墻長超過8m，墻長過長，不合理。

優(yōu)化思路：

    減少中間電梯間、樓梯間的剪力墻數量，隨著中間剛度的減弱，外圍抗扭剛度也可相應減少；取消了嚴重影響建筑功能布局的（1）軸上（E）-(F)間的剪力的同時，使剪力墻布置均勻

    實施：通過SATWE計算分析，優(yōu)化后結構所表現出的整體抗震能力沒有減弱，剪力墻與框架各自所分組的傾覆力矩合理；且結構布置更為合理，取消了西邊封死外窗的剪力墻，使建筑立面得到了保證的同時，也方便了使用，剪力墻的減少也降低了鋼筋混凝土的用量，從而降低了整個工程的造價。現該工程已通過使用圖審查，正在進行施工。

3樁基礎優(yōu)化

    本工程的場地在校園內，擬建場地整體地勢平平坦，地勢較低，地貌上屬于閩南東南部濱海區(qū)域。自上而下可分為12層及不同層次的亞層，分別為①素填土；②粉質粘土；③淤泥質粉質粘土；④淤泥質粘土；⑤沙質粘土夾粉質粘土；⑥粉質粘土；⑦灰色沙質粉土等。設計采用直徑800mm鉆孔灌柱樁，樁短持力選為⑦灰色沙質粉土等，單樁豎向承載力特征值3500kN。原磚基礎采用直徑800mm鉆孔灌注樁，樁長74m，共162根。

分析原設計缺陷：

（1）       上部結構傳D+L組合下底層墻，樁總荷重440412kN，單樁豎向承載力特征值為3500kN,設計值為4375kN，現布置162根樁，顯然過多，不合理；

（2）       本工程設有1層地下室，層高4.450m，室內外高差0.35m。該項目場地類型為濱海地帶，根據規(guī)范要求須根據地區(qū)差異進行低水位取值。按照福建較低的濱海地勢，為地下水或地表水的排泄區(qū)且與海水聯(lián)系密切（隨潮汐變化水位），地下水活動頻繁，較難準確測定地下水值，根據最高潮水位，抗浮設計水位值一般按設計地平面下1.5～2.0m取值。因填土物物質成份復雜且結構松散，浮力計算不進行折減，即浮力折減系數為1.根據地、、報告給出的低水位取值為室外地面以下1.5m計算，筏板厚1.2m。這樣至少有3.8m的水浮力即38Kn/m²可利用。

優(yōu)化思路：

    分析原結構磚基礎施工圖，有以下兩方面可以進行優(yōu)化；（1）上部結構優(yōu)化調整后，結構整體荷載減輕，地震效應減少，樁數可減少；（2）充分考慮水浮力的有力作用，減少樁數。

實施：

    樁基礎優(yōu)化后，仍采用直徑800mm鉆孔灌注樁，樁長73m，共119跟。減少43根樁，產生了很好的經濟效益和社會效益。鉆孔灌注樁用鉆機（如螺旋鉆、振動鉆、沖抓、、鉆、旋轉水沖鉆等）鉆土成孔，然后清楚孔底殘渣，安放鋼筋籠，澆灌混凝土。有的鉆機成孔后，可撐開鉆頭的擴孔刀刃使之旋轉切土擴大樁孔，澆注混凝土后在底端形成擴大樁端，但擴底直徑不宜大于3倍樁身直徑。泥漿護壁，泥漿應選用膨潤土或高塑性粘土在現場加水攪拌制成，一般要求其比重為1.1～1.15，粘度為10～25s。含砂率＜6％。，膠體率＞95％.施工時泥漿水面應高出地下水面1m以上，清孔后在下澆灌混凝土。

常用樁經：為800、1000、1200mm等。

    最大優(yōu)點：入土深，能進入巖層，剛度大，承載力高，樁身變形小，并可方便地進行水下施工。相比施工工藝簡單、過程中質量易控制的預應力管樁施工，鉆孔灌注樁相同承載力下造價低，鉆孔樁樁經可達到2m以上，而預應力管樁樁經最大為1m。通過JCCAD計算分析。

4結構設計總結

    伴隨著科技的進步和計算的發(fā)展，結構加固設計進步得越來越快，對計算機的依賴也越來越重個，而甲方的要求也在不斷地變化。在工程設計中，結構布置得合理與否，往往決定了結構最終的好壞。結構設計不能僅僅滿足于符合規(guī)范的要求，也要注意經驗的積累，在設計結構時不僅要會做加法，更要會做減法，將本實例提供給大家，以期讀者在今后的工作中有所裨益。

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