【摘要】中小学教学楼作为重要的人员活动场所，抗震设计中应进行合理的结构设计。本工程为典型的教学楼建筑，为类似建筑结构设计提供一定的参考方向。
【关键词 】教学楼；连廊；预应力混凝土管桩；扭转位移比；结构设计
1 工程概况
本项目教学楼处于教学区的南部，前后2栋平行布置，通过连廊连接，并通过连廊连接北侧实验楼。总建筑面积为9721.6m2，利用地形高差，设一层半地下室，层高3m，地上部分为四层，层高为3.9m，建筑高度为23.050m。建筑耐火等级为二级，屋面防水等级为I级。半地下室主要布置社团活动室以及学生作品展览室。地上为普通教室、机动教室、活动室以及教师办公室。普通教室共36班，机动教室3间，兴趣教学用房13间。每个教室容纳45人，每层均设置教师办公室，与教室相邻，方便各年级教师的教学的管理。两栋并排的教学楼东西端头均设置卫生间。本栋设置有一部电梯，井道尺寸为2650×2500，设计载重量1350kg，设计速度1.60m/s。教学楼每层为一个防火分区。楼梯间均匀布置，共5个，满足疏散要求。
本工程抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度为0.05g,抗震设防类别为重点设防类，基本风压为0.3kN/m2,地面粗糙度类别为B类，设计地震分组为第一组，场地类别为Ⅱ类，特征周期为0.35s，水平地震影响系数最大值为0.04。本工程安全等级为一级，框架抗震等级为三级。本工程混凝土：承台、柱、墙采用C35级,梁、板C30级,基础垫层采用C15级。钢筋采用HPB300级、HRB400级。
2 结构方案
2.1基础设计
根据本项目《岩土工程详细勘察报告》，本工程建设场地主要土层由上到下情况为：1 素填土、2 淤泥质粉质黏土、3 粉质粘土含碎石、4-1粉质黏土、4-2 粉质黏土、5-1中风化砾岩、5-2中风化砾岩。原初步设计建议采用旋挖灌注桩基础，考虑旋挖桩清底效果不好，沉渣太多，成桩效果不好，部分地区已禁止旋挖桩作为工程桩。参考相邻地产项目成桩工艺，本工程采用桩径为Φ400预应力混凝土管桩，以粉质黏土4-1为桩端持力层，平均桩长约24m。施工前先进行设计试桩试验，以验证成桩可行性及单桩承载力特征值。
2.2上部结构设计
2.2.1 主体结构
本工程为四层框架结构，乙类建筑。抗震等级三级，长约112.5m，宽45.2m。因为结构超长且异形，通过脱缝将教学楼分为四个单体（图1）。左上（下）塔为超长结构，通过计算考虑温度应力措施，及采用膨胀加强带、楼板双层双向配筋等构造措施，确保结构安全性。顶层构架板由于建筑专业未做屋面保温设计，故按照露天构件（＜35m限值）进行结构断缝处理。屋盖及楼盖均采用现浇钢筋混凝土梁板结构，填充墙采用烧结页岩多孔砖等轻质墙体。
本工程根据建筑要求，楼梯间布置在各单体端部周边，形成在端部周边刚度过大（考虑楼梯斜撑作用），造成在考虑偶然偏心影响的规定水平地震力作用下，各单体扭转位移比超限，故在各单体端部周边（建筑有墙体处），加强构件刚度（端部周边框架梁截面为250x1000），确保满足规范限值要求。本工程主要柱网尺寸为4.5mX8.1m，主要框架柱尺寸为600x600，主要框架梁尺寸为250×600和250×700（框架梁中心与框架柱中心之间距离大于1/4柱宽时，梁端进行水平加腋处理），主要楼板厚度为120mm。
2.2.2 连廊
本工程为高度不大于24m的乙类(建筑）框架结构，不应采用单跨框架结构。本工程在原初步设计基础上在X方向增加一排柱网，形成双向抗侧力体系的框架结构。
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3 结构计算分析
3.1主体结构分析
采用YJK（S1.9.3.2版）软件对单体分别进行指标分析，配筋采用整体及各单体包络设计。各单体主体（右上角塔与右下角塔结构布置基本一致）计算指标见表1，表2，表3.由表1~3可知，结构周期、最大位移比，最大层间位移角等各项指标均满足规范要求。
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4 楼梯设计
楼梯梯段板选用国家建筑标准设计图集【《16G101-2》混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图（现浇混凝土板式楼梯）】ATc型参与结构整体抗震计算。
5 结论
本工程基础采用预应力混凝土管桩。基础形式选择合理，既确保了成桩质量，又节省工期及基础施工造价。主体结构采用现浇钢筋混凝土框架结构。结构体系选择合理，抗侧性能良好，并且满足建筑体型和功能要求。
参 考 文 献
【1】建筑抗震设计规范（2016年版）：GB50011-2010 .北京：中国建筑工业出版社，2016.