该建筑设计为一栋带地下停车场和底层商业部分的酒店。结构承重部分全部采用混凝土。建筑共有12层地上楼层和3层地下楼层。从结构角度来看,采用双向墙体承重体系。在地下部分及商业部分,承重体系更接近骨架体系,主要由柱子局部支撑楼板。结构的地下部分设计为防水"白色水箱"。整体结构由长钻孔桩与相对较厚的基础底板共同支承,基础底板设计用于承受桩基沉降后与地基相互作用产生的内力。由于建筑四周均为既有建筑,还需设计基坑支护,这对后续设计产生了相应影响。
尽管该建筑外观相对简洁,但设计过程中需要解决许多问题。设计中尤为困难的部分(相比其他项目更为突出)是将地上楼层的所有荷载传递至地下楼层,原因在于地上楼层与地下楼层的平面布置存在较大差异。这导致结构中出现了许多复杂节点。结构中另一个非常重要的部分是跨越两层楼的深梁,在此处结构墙体体系转变为骨架体系。
上述所有情况均导致出现所谓的"D 区",这是混凝土结构中风险最高的部分。因此,我们使用 IDEA StatiCa 主要出于两个原因:一方面是确保 D 区的设计质量,另一方面是优化深梁中的钢筋用量,因为本项目中深梁的体量相当大。
例如,我们将 IDEA StatiCa 用于地下周边墙、基础底板与桩基之间的接触区域设计。主要问题在于,许多位置的桩基无法居中布置于墙体正下方,因为需要与基坑支护保持适当距离。使用 IDEA StatiCa 进行设计的一大优势在于,我们能够对桩头进行深入、精确的校核,并据此确定基础底板的厚度。若不使用该软件,我们可能需要在底板全部周边设置较高的肋板,以经验性地确保竖向力能够扩散至桩基的所有区域。
另一个示例是柱子在两桩之间的基础底板中终止的区域。当单桩承载力不足时,通常需要采用桩群,例如两根桩之间的间距等于桩径。这再次形成 D 区,柱子的力通过受压斜压杆传递至桩基,同时产生拉力。
另外两个示例是上述深梁,以及一些在较长方向上受到较大偏心荷载的长柱/墩柱。在 IDEA StatiCa 中设计深梁,能够很好地平衡所需钢筋用量(并对我们的许多设计方法进行校核)。对于偏心受压柱,该软件帮助我们避免过于保守,不再仅将偏心距处的竖向力简单视为弯矩,而是更多地从结构中压力和拉力发展的角度来考虑问题。
设计单位为 SPACE8 s.r.o. 设计事务所
建筑采用 Allplan 3D 按"BIM"标准建模,包含钢筋信息。整体结构设计使用 SCIA Engineer 及其他若干"辅助"软件。在本项目中,由于混凝土结构包含大量"D 区",IDEA StatiCa 是关键的辅助软件。
