关于广州某办公楼项目结构方案的对比分析

发表时间:2020/9/3   来源:《基层建设》2020年第11期   作者:昌明
[导读] 摘要:板柱-剪力墙结构对于办公楼建筑有着使用净高的优势,对于规划限高导致层高受限的办公楼是一种比较好的选择,但其在成本上较常规结构形式高出许多。
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        摘要:板柱-剪力墙结构对于办公楼建筑有着使用净高的优势,对于规划限高导致层高受限的办公楼是一种比较好的选择,但其在成本上较常规结构形式高出许多。并且和传统的梁板柱结构体系比较,板柱结构体系的抗震性能较差,主要是板-柱节点的抗震性能不如梁-柱节点。另外由于板柱-剪力墙结构受到的限制较多,工程上采用得较少。
        关键词:规划限高;使用净高;楼盖形式;对比分析
        某办公楼场地位于广州市天河区大观北路,场地经人工大面积填土整平,地面高差变化不大。场地由于受规划限高限制,建设方为了能够使建筑面积最大化,使得办公楼标准层层高仅3.6m,较常规办公楼层高低不少。但建设方对此办公楼有着较高的标准,希望使用净高能够实现最大化。经过综合分析讨论,考虑到办公楼建筑平面方案布局较规整,我司认为可优先采用板柱-剪力墙结构,预计可以获得最大的净高。为了让建设方能够更加直观的做出选择,在正式设计前,我司对办公楼的结构方案(梁板式楼盖方案与无梁楼盖方案)做了技术经济及使用净高的对比分析,作为建设方结构方案选择的依据。具体对比分析内容如下。
        1.工程概况
        办公楼总建筑面积约3万㎡,其中地上8层,建筑面积约2万㎡,作为办公用途;地下2层,建筑面积约1万㎡,作为设备用房及车库,建筑平面中部三至屋面层设置了一个天井,每层均有一条走廊横跨天井,天井两侧设置为电梯井、楼梯间及卫生间,建筑物四周均为办公区,建筑标准层平面见下图。
       
        2.结构方案对比分析。本办公楼一共8层,建筑高度为29.4m,首层层高为4.2m,二至八层层高为3.6m,地下2层,负一层层高6.1m,负二层层高3.6m,柱网为8.2m×8.2m,四周外挑2m,结构平面长度和宽度分别为71.4m、38.6m,地震烈度为7度,场地类别为Ⅱ类。根据本建筑的特点以及建设方的诉求,本工程可采用的结构形式为框架结构(梁板式楼盖)、框架-剪力墙结构(梁板式楼盖)或板柱-剪力墙结构(无梁楼盖)。结构墙柱混凝土等级采用C45~C35,结构梁板混凝土等级采用C30,钢筋均采用三级钢。
        (1)方案一:框架结构(梁板式楼盖)。根据建筑平面条件,采用框架结构形式时,办公区域框架梁截面高度为550mm,次梁截面高度为500mm,楼板厚度为110mm,次梁采用十字梁布置。经过计算分析,此结构的各项指标合理可行,均能满足相关规范标准的要求,标准层平面布置图如下图。
       
        (2)方案二:框架-剪力墙结构(梁板式楼盖)。框架-剪力墙结构形式的标准层平面布置图与框架结构基本一致,仅在中部楼电梯及卫生间区域布置了适当剪力墙,使得办公区能够获得一个较好的空间和视野,梁截面及楼板厚度与框架结构相同,各项指标合理可行,均能满足相关规范标准的要求。
        (3)方案三:板柱-剪力墙结构(无梁楼盖)。采用板柱-剪力墙结构形式时,根据《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010第6.6条及《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2010第8.1.9条的有关规定,办公区域楼板厚度取300mm,在柱上板带中设置了构造暗梁,暗梁宽度取柱宽及两侧各1.5倍板厚之和,周边封口梁高度为550mm,中部非办公区域采用普通梁板式楼盖,板厚150mm。采用YJK有限元计算,计算时将楼板定义为弹性板6,各项指标合理可行,均能满足相关规范标准的要求。结构的标准层结构平面布置图如下图。
       
        3.土建造价估算。根据当时的市场行情,经综合考虑后,钢筋综合造价按4000元/吨,混凝土综合造价按500元/m³,模板综合造价按60元/㎡。根据初步计算结果估算,其综合相对造价详下表。
       
        4.建筑使用净高估算。结构专业完成平面布置后,机电专业也给出了
        相应的走管方案,并计算出了最不利位置,给出了最小走管高度,各个方案净高分析如下表。
       
        注:以上结构布置及最低点净高只作为此次对比分析使用,不作为最终设计净高的依据。
        经过以上的对比分析,可以比较清晰的看出,方案三(无梁楼盖)较方案一和方案二(梁板式楼盖)最低点净高高出约0.15m,与最初预估的结论一致,但其综合造价较方案一高出约18.0%,较方案二高出约11.3%。因此,通过以上分析可知,方案三(无梁楼盖)在净高上有优势,若建设方对使用净高有较高要求,可优先考虑此方案;若从尽量节约成本的角度考虑,则可采用方案一。经综合考虑后,建设方最终选择了净高较高的方案三。
        结束语:
        板柱-剪力墙结构在净高上有着一定的优势,但其在造价上较常规方案高出些许,为了能够让建设方有着较直观的感受,通过方案对比分析,可以很好的解决这个问题,使得建设方更加清晰明了的做出选择。
        参考文献:
        [1]徐如华;蔡诚;李纪印. 板柱-剪力墙结构的设计[J]. 工程建设与设计,2012.
        [2]张玉轩. 谈谈板柱―抗震墙结构[J].房地产导刊,2013.
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