38郑锐谋-北京金源时代购物中心预应力结构技术

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1、中国预应力技术五十年暨第九届后张预应力学术交流会论文2006年北京金源时代购物中心预应力结构技术郑锐谋福建建筑科学研究院总工提要：该工程为当前国内已建成使用的单栋建筑面积最大、使用空间最宽敞灵活的商业地产工程。本文介绍该工程大柱网结构体系、断面选择、温控设计以及预应力技术的综合应用。关键词：商业建筑，大柱网，结构体系，超长结构，预应力技术。前言北京金源时代购物中心是一个集购物、休闲、娱乐为一体的大型商业中心(ShoppingMall)。工程建筑面积为62万平方米,是当前国内已建成使用的单栋建筑面积最大、使用空间最宽敞、

2、灵活的商业地产。其柱网为16mx15(17)m,地下二层、商场部分地上5层(局部6层),车库部分地上9层(设计停车量为4000辆)。地上建筑尺寸为650mx108m,地下尺寸为718mx158m。地上建筑高度为31m,地下为12.5m,该工程具有柱网大、体量大、结构工程巨大的特点，对结构工程设计提出较高的要求。1结构体系该工程采用预应力钢筋混凝土框架结构。1.1.结构分缝该结构纵向长度达650m，为防止结构开裂，必须分缝。根据结构特点和设计及施工所采取抵御温度应力和混凝土收缩的措施，纵向将结构分成5块，共四个缝，纵向块

3、长度为：128m、90m、128m、128m、96m。横向长度为108m，商场部分为86m，车库部分为20m，考虑到商场为5（6）层，车库为9层，竖向刚度变化比较大，在商场和车库之间分缝。这样单块结构最大面积尺寸为128mx88m。当然，如果措施不足，或缺乏经验，分块的长度尺寸可小一些，但由此可造成增加柱子，增加结构面积和增加工程量。由结构特点及采用预应力措施（由承受竖向荷载配置的预应力筋，推算纵向结构产生的预应力）和施工期间温控措施，该分块尺寸经二年正常使用实践，证明是合适的。详细论述见第二部分。1.2.柱网尺寸及框

4、架布置按照开发商的要求,该工程必须采用大柱网,使得使用空间宽敞，满足不同用户需要，营造舒适购物、休闲购物的环境。经多种结构柱网和框架布置的选择，商场部分基本柱网为16mX15m。纵向均为16m等距离柱网，横向为15m，17m，15m，15m，15m，9m。横向布置为框架主梁，纵向为次梁。中国预应力技术五十年暨第九届后张预应力学术交流会论文2006年标准层框架主梁断面为500mmX1300mm，次梁为300mmX900mm，次梁间距为3750mm(即单向楼板跨度为3750mm、楼板厚120mm)，次梁高度比主梁小400m

5、m，满足以横向布置主通风管道的需要，有效满足建筑净空。该结构布置优点还在于：（1）节约工程量，节约造价单向楼板跨度小，板厚和配筋有效控制。较高的预应力次梁宽度仅采用300mm，节约了混凝土和钢筋。在施工中将预应力垫板（最小宽度为220mm）菱形放置，以减小梁宽。主梁跨高比为12，较高和较宽的断面，减少配筋，并满足预应力度要求。整个工程混凝土折算厚度为0.45m,钢筋用量51㎏/㎡，商场部分（大跨度部分）预应力筋用量3.8㎏/㎡。该结构工程量巨大，优化的结构体系和断面产生的巨大经济效益是显而易见。（2）方便施工加快工程进

6、度和双向梁结构相比，节约模板，方便施工，整个主体工程仅用6个月时间完成。该结构体系对抗震设计同样有利2超长结构的温控分析和设计措施如上所述,总长为600米的该结构用四个分缝，分成5块，最大一块平面为128*88m,为超长结构，对该结构温度变形的特点，实际外界温差（含施工可采用的措施）作用下，以及结合预应力效应的分析，在不增加造价的情况下，实现结构温度变形控制。温度控制的不利因素：（a）混凝土施工处于温度较高的季度5～11月。近年北京最高月平均气温约为260C(7月份),最低月平均气温为-60C（1月份），该工程施工期经

7、受最高气温，投入使用前有一个冬天处于没有空调最低气温状态，对该结构产生的温差达320C。(b)最长区段，设计两道后浇带，将结构分为三区，但施工时遇到大雨，雨水从后浇带倾盆而下，给现场造成巨大困难。同时，现场为了赶进度，后浇带仅留三～七天，实际变成施工缝，无法起缓解混凝土硬化后收缩产生裂缝的作用。温控分析的有利因素：(a)结构属纯框架结构，层高较高（一层高7.5米，二～五层高6米），并且框架柱、梁断面相对于结构长度跨度比较小，使结构侧向刚度较低，从而因混凝土收缩、温度变化产生的应力较小。（b）采用混凝土结构，双向施加预应

8、力大大减小了由于温度变化产生的温度拉应力。对于控制温度应力配置预应力筋问题，设计中有两种方法：第一种是在梁或板的中轴线配置直线预应力筋，专门用于克服温度应力；第二种方法是没有专门设置预应力筋，而是利用结构温度设计所采用的曲线预应力筋产生的轴向压应力作为温控措施。本文作者倾向于第二种方法，即节约造价，又方便施工，并且起到温控的实际效