通程星沙商业广场结构设计

摘 要：本文概要介绍通程星沙商业广场的结构设计，重点介绍该工程大型双向超长结构设计方法及施工措施。

1、工程简介

“通程星沙商业广场”是由长沙通程控股股份有限公司投资在星沙兴建的综合性购物商场，是集大型超市、大型百货、精品、娱乐、餐饮、局部6级人防于一体的大型地下商业性建筑。紧靠长沙县政府以南，总建筑面积为47000m2，平面为异形，最大尺寸为300×180m。柱网尺寸为9×9m，地下一层，地上为10万m2特大型绿化广场，并在地下建筑园弧部分顶部设直径为60m大型喷泉。该工程现为长沙县购物娱乐休闲的中心。

2、竖向承重结构的选择

本工程采用全现浇钢筋混凝土框架结构体系。

3、底板及顶板结构形式的选择

顶板结构形式的选择有三种：

1）采用普通的梁板结构，主梁为400X800mm；

2）采用预应力无梁楼盖，板折算厚度为350mm；

3）采用现浇空心无梁楼盖，柱网尺寸为9×9m跨时为450mm厚，折算厚为230mm，框架梁采用宽扁梁，梁截面高度与楼板等高。

由于该工程顶板上大部分地方覆土厚为500mm，且活载较大，考虑到该工程为双向超长结构，宜优先采用刚度大的结构型式，经综合比较，该工程顶板楼盖型式采用普通的梁板结构。顶板厚为200mm，井字次梁为250×600mm。并在主梁两端加腋以便进一步增大楼盖的刚度，提高楼盖的抗裂性。底板亦采用普通梁板结构，地梁为600×1000mm，底板厚为500mm，未设次梁以方便施工。

4、基础型式的选择

（1）本工程地质情况由上而下依次为：

①人工素填土，层厚为：0.3-8.8m，未固结。

②粉质粘土，层厚为1.2-4.8m。

③强风化岩，层厚为1.6-5.6m。

④中风化岩。

（2）本工程地下水较为丰富，设计水头为4m。抗浮设计是本工程的重点之一。

（3）经综合考虑本工程基础方案为：采用人工挖孔灌注桩，以强风化岩或中风化岩为持力层，底板浮力亦由人工挖孔灌注桩承担。人工挖孔灌注桩桩端作扩大头处理，以便进一步提高桩身的抗拔能力。

5、结构计算

结构整体计算采用中国建筑科学研究院编制的PKPM进行结构整体分析，温度应力分析采用美国ANSYS5.6版软件进行温度应力的分析。

6、超长结构设计

本工程虽然平面尺寸很大，但未设置温度伸缩缝。如果按规范50m设置一条伸缩缝，伸缩缝的长度将达到1510m，地下室防水将是一个很大的难题，因而超长结构设计有十分重要的现实意义。超长结构设计须解决两个

核心问题：一是解决混凝土早期收缩开裂的问题；二是要解决结构形成以后由于外界温度的变化引起结构开裂的问题。要解决好这两个问题，必须在设计、施工、材料与维护这四个方面都得到保证，任何方面出现问题都会引起结构的开裂。超长结构设计的基本原理是用无数肉眼看不见的微裂缝来代替集中设置伸缩缝，我们在设计中采取了以下措施：

（1）将直接暴露于空气中的混凝土结构，采取保温措施，以减少混凝土的温度变化。从而减少了混凝土的温度应力。

（2）根据温度应力分析的结果在温度应力较大的部位，增设构造钢筋，以协助混凝土抵抗拉力。

温度应力计算结果表明：

①在平面中部开洞时，最大温度应力会减少；

②增加楼板刚度，对超长结构有利，会提高楼板的抗裂性能。

（3）在水泥中掺入10%的UEA混凝土膨胀剂，配制成补偿收缩混凝土。补偿收缩混凝土在水化硬化期间产生适度的膨胀，在钢筋混凝土中产生0.2MPa-0.7MPa的预压应力，抵消或大大削弱混凝土在硬化过程中产生的收缩拉应力。

（4）在地下室底板、楼板等结构内，每隔40m设置一条膨胀加强带，每隔80m左右留置一条后浇膨胀加强带，而地下室的外墙板每隔60m设置一条后浇膨胀加强带。