1         工程概况

    该项目为一文武学校改扩工程，即行政办公及学生活动中心。其总建筑面积为21976.23m²,建筑占面积1914.40 m^2，地上12层，地下一层，建筑总高位57.05，地下层平时为车库，人防为甲类核6级常6级二等人员掩蔽所，人防建筑面积为1670 m^2.该工程东西均临主干道路，西、北临校区内道路，四面道路环通。路宽均大于5m，满足消防车通行，并有2个出口与城市道路相同。

    行政办公及学生活动中心主要功能为行政办公。团委办公、学生会办公、学生活动中心、卫生间、电气及暖通设备用房，均围绕竖向交通楼梯和电梯布置。七层至十五层设有两部防烟楼梯和一部消防电梯，一层至六层设有三部防烟楼梯和两部消防电梯，另外还设有三部客梯、满足日程行政办公和学生活动中心办公需求。一层设有消防控制中心，大楼顶部设有消防水箱间。

    在建筑形体上，第七层向西一次性内收24m。达下一层同方向房屋总宽的37.5％；第十一层西部向北一次性内收8～24m，达下一层同方向房屋总宽度25～75％，均属于竖向特别不规则，属于超限高度。本工程设计使用年限为50年，抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g，设计地震分组第一组，特征周期0.90s，抗震设防类别为丙类，建筑场地类别IV类场地，结构的安全等级二级，地基基础设计等级为乙级，钢筋混凝土框架剪力墙结构。

    该工程由其他设计单位完成了扩初设计，超限高层专项审查和桩位施工图，现重点阐述后续配合中有关上部结构的施工优化和基础施工图设计内容。

2上部结构设计优化

    在接手进行上部结构设计和基础施工图的过程中，发现远结构设计存在很多不尽人意的地方，臂如，上部剪力墙布置严重影响了建筑的使用功能，基础选型不合理，结构自重大，上、下层侧向位移之差偏大，施工周期长，桩数太多比较浪费，基础造价高等等。考虑该工程为超高层，且已通过专项审查，在不改变原结构形式和动力特征前提下，有必要进行优化处理，既满足建筑的功能要求，又达到经济合理

分析原设计缺陷

（a）（1）轴上，（E）-（F）剪剪力墙靠外外窗布置，严重影响了建筑的使用功能，设计上显然是不合理；

（b）电梯间、楼梯间处剪力墙过多，以至于中间刚度过大。为平衡中间刚度，增强抗扭能力，不得不在四周外围布置更多的剪力墙，从而出现了剪力墙体过多的情况，是结构刚度过大，进而加大了地震效应，对结构也是不合理不经济的。

（C）有四片墙墙长超过8m，墙长过长，不合理。

优化思路：

    减少中间电梯间、楼梯间的剪力墙数量，随着中间刚度的减弱，外围抗扭刚度也可相应减少；取消了严重影响建筑功能布局的（1）轴上（E）-(F)间的剪力的同时，使剪力墙布置均匀

    实施：通过SATWE计算分析，优化后结构所表现出的整体抗震能力没有减弱，剪力墙与框架各自所分组的倾覆力矩合理；且结构布置更为合理，取消了西边封死外窗的剪力墙，使建筑立面得到了保证的同时，也方便了使用，剪力墙的减少也降低了钢筋混凝土的用量，从而降低了整个工程的造价。现该工程已通过使用图审查，正在进行施工。

3桩基础优化

    本工程的场地在校园内，拟建场地整体地势平平坦，地势较低，地貌上属于闽南东南部滨海区域。自上而下可分为12层及不同层次的亚层，分别为①素填土；②粉质粘土；③淤泥质粉质粘土；④淤泥质粘土；⑤沙质粘土夹粉质粘土；⑥粉质粘土；⑦灰色沙质粉土等。设计采用直径800mm钻孔灌柱桩，桩短持力选为⑦灰色沙质粉土等，单桩竖向承载力特征值3500kN。原砖基础采用直径800mm钻孔灌注桩，桩长74m，共162根。

分析原设计缺陷：

（1）       上部结构传D+L组合下底层墙，桩总荷重440412kN，单桩竖向承载力特征值为3500kN,设计值为4375kN，现布置162根桩，显然过多，不合理；

（2）       本工程设有1层地下室，层高4.450m，室内外高差0.35m。该项目场地类型为滨海地带，根据规范要求须根据地区差异进行低水位取值。按照福建较低的滨海地势，为地下水或地表水的排泄区且与海水联系密切（随潮汐变化水位），地下水活动频繁，较难准确测定地下水值，根据最高潮水位，抗浮设计水位值一般按设计地平面下1.5～2.0m取值。因填土物物质成份复杂且结构松散，浮力计算不进行折减，即浮力折减系数为1.根据地、、报告给出的低水位取值为室外地面以下1.5m计算，筏板厚1.2m。这样至少有3.8m的水浮力即38Kn/m²可利用。

优化思路：

    分析原结构砖基础施工图，有以下两方面可以进行优化；（1）上部结构优化调整后，结构整体荷载减轻，地震效应减少，桩数可减少；（2）充分考虑水浮力的有力作用，减少桩数。

实施：

    桩基础优化后，仍采用直径800mm钻孔灌注桩，桩长73m，共119跟。减少43根桩，产生了很好的经济效益和社会效益。钻孔灌注桩用钻机（如螺旋钻、振动钻、冲抓、、钻、旋转水冲钻等）钻土成孔，然后清楚孔底残渣，安放钢筋笼，浇灌混凝土。有的钻机成孔后，可撑开钻头的扩孔刀刃使之旋转切土扩大桩孔，浇注混凝土后在底端形成扩大桩端，但扩底直径不宜大于3倍桩身直径。泥浆护壁，泥浆应选用膨润土或高塑性粘土在现场加水搅拌制成，一般要求其比重为1.1～1.15，粘度为10～25s。含砂率＜6％。，胶体率＞95％.施工时泥浆水面应高出地下水面1m以上，清孔后在下浇灌混凝土。

常用桩经：为800、1000、1200mm等。

    最大优点：入土深，能进入岩层，刚度大，承载力高，桩身变形小，并可方便地进行水下施工。相比施工工艺简单、过程中质量易控制的预应力管桩施工，钻孔灌注桩相同承载力下造价低，钻孔桩桩经可达到2m以上，而预应力管桩桩经最大为1m。通过JCCAD计算分析。

4结构设计总结

    伴随着科技的进步和计算的发展，结构加固设计进步得越来越快，对计算机的依赖也越来越重个，而甲方的要求也在不断地变化。在工程设计中，结构布置得合理与否，往往决定了结构最终的好坏。结构设计不能仅仅满足于符合规范的要求，也要注意经验的积累，在设计结构时不仅要会做加法，更要会做减法，将本实例提供给大家，以期读者在今后的工作中有所裨益。

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