浦东市民中心结构设计


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浦东市民中心结构设计

浦东市民中心结构设计

摘要：浦东市民中心为一幢大型公共建筑，虽然建筑外形简洁方正，但内部使用功能和空间组合复杂，形成结构多处挑空、错层等平面特别不规则现象，使结构体系较为复杂，且属超长混凝土结构。本文针对结构体系的抗震不利因素和设计难点，介绍了相应的设计对策、运用抗震概念设计原则对薄弱部位的加强措施等；同时根据结构特点采用PKPM分析软件建立两种企业提供公开、便捷、优质服务而开发建设的项目；在建筑内容纳了公安、社保、民政、药监、环保、税务等379个办事项目，服务功能涵盖：婚姻登记、法律援助、劳动仲裁、信访以及有关社团组织的进驻等，体现向服务性政府的转变和阳光政府的建设。
　　浦东市民中心建筑形体方正简洁，但内部使用功能和空间组合比较复杂；入口大厅贯穿一至二层，气势宏大，绿化中庭贯穿了一至三层整个市民中心的公共区域，屋顶为通透的采光天棚，为办事市民提供环境优雅而明亮的休息场所；地下一层包括市民会堂、茶室餐厅和市民长廊、以及设备和辅助用房等，地下一层北侧与丁香路人行道之间的下沉式广场实现内外空间的渗透；该项目2007年竣工并荣获上海市优秀工程设计一等奖，实景照片见图1。
　　
　

　　2地基与基础设计
　　
　　拟建场地为长江三角洲入海口东南前绿滨海平原地貌类型，地形平坦，地面标高约4.2m（吴淞高程）；场地内地层分布均匀、整体稳定性较好；浅部地下水属潜水类型，常年平均地下水位0.5m；场地内除有厚层杂填土外，未发现暗浜等不良地质现象，在抗震设防烈度7度条件下为无地震液化土层；场地的主要土层组成及参数见表1。
　　该建筑的地下室南、西两侧与已建地下(人防)车库仅间距3~5m，北、东两侧与城市道路最小间距仅5m，且地下管线分布较多，周边邻近范围内办公楼居多；因此，桩型选用钻孔灌注桩，以避免施工期间挤土、噪声对周边环境的影响；桩直径Φ600mm、桩长31m、桩端持力层为⑦2层褐黄～草黄色粉砂，单桩竖向抗压承载力设计值为1750kN、抗拔承载力设计值为880kN，砼强度等级C30。

　　基础采用柱下独立承台桩基+梁板式底板、承台高度1300mm、板厚500mm，主要梁断面400x1100mm；地下室外墙厚350mm；地下室的防水等级为二级，抗渗等级S6，砼强度等级C30（防水），地基基础设计等级为乙级，安全等级二级。
　　地下室底板内力和变形（裂缝）计算考虑地下水高水位状况，即1.2高水位浮力-1.0恒（底板）；承压桩数按下列工况的最不利者确定：①施工阶段主体结构已完成但短期内可能基坑尚未回填、地下水位仍在坑底下时，即1.0恒+1.0活；②正常使用阶段时，即1.2恒+1.4活-0.9低水位浮力；抗拔桩数确定按工况：1.2高水位浮力-0.9恒，部分柱下桩会交替出现承压和抗拔两种工况，则桩按抗拔桩全长配筋。
　　地下室外侧墙内力和变形（裂缝）按地下水高水位时计算，并按水土侧压力分算，分项系数均取1.20；考虑地下室长度81m，属超长砼结构，为控制砼收缩及温度影响产生裂缝，水平分布钢筋的间距≤150mm、配筋率≥0.5%（双面计入），在有框架柱处两侧另增设Φ8@150短钢筋，有效的控制了裂缝的产生。
　　地下室底板底标高为-5.000m，基础埋深较大，基底土的自重应力与水压力之和基本上能补偿4-12轴（上部三层）区域建筑物的基底压力、1-4轴（上部五层）区域的基底压力较大，稍欠补偿；从理论上讲，基底附加应力p0为零时，地基不会发生沉降变形，但实际上基底土由于开挖后产生隆起回弹，加载又会产生再压缩，即回弹再压缩变形；根据理论计算，本项目回弹再压缩沉降量约30mm，此值与竣工两年来实际监测值大致相符。
　　
　　3上部结构选型
　　
　　该建筑平面长度为81.9m、宽度57.4m，总高度19.5m；地下室层高4.5m，1~4轴为五层（行政区域）、各层高3.8m，4~12轴为三层（办事区域）、一层高5.6m、二、三层高5.4m；4轴两侧形成错层平面；基本柱网1~4轴为8.1mx8.4m、其余均8.4mx8.4m。各层结构平面见图2、图3、图4。
　

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