【摘要】：建筑設計是工程建筑的開始，好的設計才有完美的建筑。本文發表在《中華建設》上，是建筑設計論文發表范文，文章從概念上分析了某多塔樓底部兩層商業裙房項目設置抗震縫的幾種可能性及其優劣，并對其設置抗震縫后各結構單元的抗震設防類別、抗震等級及基礎形式進行了分析。

　　【關鍵詞】：抗震縫、抗震設防類別、抗震等級、CFG樁復合地基

　　1工程概況：

　　本工程位于河南省鄭州市，北面是商都路，南面是宏偉街，西面是十里鋪街。地下共兩層，為地下車庫和設備用房，其中地下二層部分為人防工程。地上南端四角各有一棟13層的寫字樓，分別為B、C、D、E座，地上13層，建筑高度57米;北端臨商都路為一棟14層寫字樓，為A座，地上14層，建筑高度59米。A座塔樓與B～E座塔樓地上部分無裙房連接，B～E座塔樓之間地上一、二層為商業裙房相連。總建筑面積16萬平方米 ，基底面積：1.3萬平方米，配套商業建筑面積為2.1萬平方米，配套寫字樓建筑面積為9.4萬平方米，配套公寓式酒店建筑面積為2100平方米。裙房屋面為種植屋面，裙房中庭頂部為玻璃采光頂，直徑23米。A～E座塔樓采用框架抗震墻結構;商業裙房為現澆鋼筋混凝土框架結構;地下車庫采用現澆鋼筋混凝土框架結構。

　　本工程抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度為0.15g,設計地震分組為第二組，場地類別Ⅲ類，場地特征周期0.55s，結構阻尼比0.05。

　　2主體結構方案分析：

　　2.1地下室：

　　由于本場地地下水位較高，根據相關工程經驗，地下室部分不設置永久結構縫，地下部分連成一體，南北向長度221.5米，東西向長度155米。為防止混凝土結構超長產生收縮裂縫，可采用增大配筋率、增設后澆帶、摻加膨脹劑及加強養護等措施。

　　2.2 A～E座塔樓：

　　根據建筑平面圖，塔樓除核心筒位置處，在其余位置布置剪力墻將極大的影響建筑立面造型及各層建筑使用功能，因此塔樓結構采用框架-核心筒結構。除A座塔樓在南北兩端各布置一跨開洞剪力墻外，B~E座塔樓均只在核心筒布置剪力墻。

　　2.3 B～E座塔樓與裙房

　　建筑平面圖

　　B～E座塔樓建筑功能為寫字樓，通過一層、二層商業裙房將其連接為整體，結構的處理上有以下三種方案：

　　方案一：B～E座塔樓與裙房間不設縫，采用大底盤多塔樓結構形式。

　　該方案優點是裙房與B～E座塔樓間不需要設置結構縫，不需要增設雙柱，對建筑功能影響較小，對建筑平面及建筑立面效果無影響;不設置永久性結構縫便于實現裙房中庭頂部玻璃采光頂。該方案存在問題是由于塔樓與裙樓連為一體，形成大底盤多塔樓的復雜結構，屬于《建筑抗震設計規范》規定的復雜高層建筑。由于地上部分不設置永久性結構縫，底部一層及二層樓板長度最大達160米，遠遠超過規范限值，施工及使用時的混凝土伸縮裂縫難以有效控制。

　　方案二：沿裙房中軸線設置十字形抗震縫，形成B～E座共四個帶2～4跨裙房的獨立結構單元。

　　該方案優點是由于設置了十字形抗震縫，避免了大底盤多塔樓復雜結構的出現，形成的各結構單元結構形式相對簡單明確;一層及二層樓板由抗震縫劃分成四塊，樓板最大長度方向為78米，雖然仍屬于規范規定的超長結構，但是易于采取適當措施控制混凝土伸縮裂縫。該方案存在的問題是由于抗震逢位于裙房中軸線，設置雙柱將影響建筑功能使用;結構縫的存在影響建筑樓面美觀及建筑立面效果;由于塔樓連接部分裙房，出現塔樓偏置，不利于結構抗震，屬于《建筑抗震設計規范》規定的嚴重不規則建筑;由于結構縫穿越裙房中庭位置，將出現較多大懸挑構件，不利于建筑美觀。由于采光中庭被結構縫分開，中庭頂部玻璃采光頂難以實現。

　　方案三：塔樓與裙房間設逢脫開，形成B～E座及裙房共5個結構單元(中間裙房形狀為+字形，范圍為主樓以外的全部范圍)。

　　該方案由于設置了抗震縫，避免了大地盤多塔樓復雜超限結構的出現，使各結構單元結構形式簡單明確，受力合理，符合結構概念設計要求，經濟性好;裙房為整體結構，避免了出現大量大懸挑構件，保證了中庭屋面采光井玻璃頂及屋面景觀設計的實現;該方案存在的問題是需要在設逢位置局部增加框架柱;結構縫的存在影響建筑樓面美觀;裙房長度100米左右，超過規范限值，裂縫控制應采取添加膨脹劑等更嚴格措施。

　　根據上述第一種方案的初步計算結果，在考慮偶然偏心的規定水平力作用下結構扭轉位移比達1.46，屬于嚴重不規則方案，結構抗震不利，經濟代價較大。上述第二種方案，由于影響建筑立面效果、不利于屋面采光頂的設計施工，且無法有效降低工程造價，不屬于優選方案。根據計算結果，并與建設方充分溝通后，本工程最終采用上述第三種結構方案。

　　3抗震設防類別及抗震等級的確定

　　根據《建筑工程抗震設防分類標準》(GB50223-2008)的相關規定，本工程一、二層裙房商業建筑面積約2萬平方米，超過了規范規定的一個區段1.7萬平方米的限值，屬于重點設防類建筑。需要注意的是，本工程雖然選擇了設置抗震縫將B～E座塔樓及裙房分別脫開的結構方案，但由于建筑功能的需要，各塔樓及裙房之間互相借用了疏散通道，根據中國建筑科學研究院《房屋建筑抗震設計常見問題解答》第3.4條的相關說明，本工程設置抗震縫后，B～E座地下二層～二層及商業裙房建筑抗震設防分類為重點設防類(乙類);其余部分建筑抗震設防分類為標準設防類(丙類)。由于塔樓高度均不超過60米，根據《建筑抗震設計規范》(GB50011-2010)第6.1.2條注4，塔樓的抗震等級可按照框架-抗震墻結構確定其抗震等級。本工程A座結構抗震等級為：地下二層抗震墻等級為三級，框架等級為三級;地下一層抗震墻等級為二級，框架等級為三級;地上部分抗震墻等級為二級，框架等級為三級。B～E座結構抗震等級為：地下二層抗震墻等級為二級，框架等級為三級;地下一層抗震墻等級為一級，框架等級為二級;一層及二層抗震墻等級為一級，框架等級為二級;三層及以上抗震墻等級為二級，框架等級為三級。商業裙房抗震等級為：地下二層框架等級為三級，其余樓層框架等級為二級。無地上結構部分地下車庫抗震等級為：地下二層框架等級為三級，地下一層框架等級取為與相鄰最近的主樓地下一層框架抗震等級相同。

　　4基礎選型

　　根據現有建筑豎向圖，基礎底高程約為84.000米，持力層為第4層粉土或第5層細砂，其承載力分別為130kPa和170kPa。其下臥層第6層及第7層承載力為100kPa和120kPa。地下水抗浮水位高程為89.000米。

　　A～E座塔樓柱距不規則，且抗浮水位較高，結合地勘報告建議，基礎形式采用CFG樁復合地基筏板基礎。裙房地基基礎可采用CFG樁復合地基獨立基礎加抗水板或筏板基礎。當采用獨立基礎加抗水板時，根據抗浮計算結果，部分受力較小框架柱下須設置抗拔樁，工期較長且造價增加。綜合比較后，裙房基礎采用天然地基上的筏板基礎，柱下設置柔性下柱墩抗沖切。采用筏板基礎有利于調節塔樓與裙房的高度相差較大引起的基礎差異沉降，且縮短了工期，降低了地下工程綜合造價。經計算塔樓部分地基最終沉降量約為18mm，裙房部分地基最終沉降量約為15mm，均滿足規范要求。

　　5結論

　　根據新的《建筑抗震設計規范》(GB50011-2010)第3.4.5條及其條文解釋，防震縫可設可不設時，不設縫。但這僅僅是從抗震的角度進行分析，當結構超長，或體系復雜容易形成大底盤多塔樓等復雜結構且造價增加較大時，為了減少使用中的伸縮裂縫、減少不均勻沉降或降低造價，還是應該結合建筑物的具體情況合理設置防震縫。這時，應注意考慮設逢后各單體的扭轉效應，并按照規范要求確定合理縫寬，使防震縫兩側結構在預期的地震(如中震)下不發生碰撞或減輕碰撞引起的局部損壞。對于設逢后各單體的基礎形式，應結合地質情況合理分析，調整其沉降差，綜合考慮工期、材料及人工成本，選擇相對經濟合理的地基基礎形式。