岳西酒店混凝土大懸挑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概述

李艷

摘 要 通過對岳西紫薇山莊住宅小區(qū)酒店大懸挑結(jié)構(gòu)進(jìn)行受力分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)，考慮建筑造型，結(jié)合結(jié)構(gòu)選型和材料選用的對比分析，采用拉、壓斜桿，把上、下層懸挑梁連成一體，形成空間整體大跨度混凝土懸挑桁架結(jié)構(gòu)，解決了鋼筋混凝土大懸挑梁的承載力和變形問題。

關(guān)鍵詞 大懸挑結(jié)構(gòu);優(yōu)化設(shè)計(jì);拉、壓斜桿

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、新材料、新技術(shù)的不斷出現(xiàn)，人們對建筑物的美觀和功能要求越來越高，各種平面和立面不規(guī)則的建筑物越來越多，給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師們提出了許多新的問題，對新材料及新結(jié)構(gòu)形式的科學(xué)應(yīng)用提出了更高的要求，以滿足建筑師們的奇思妙想。在這些標(biāo)新立異建筑中，大懸挑結(jié)構(gòu)經(jīng)常被采用。懸挑梁在整個(gè)結(jié)構(gòu)體系中具有特殊性，一旦出現(xiàn)質(zhì)量問題，將對整棟建筑物構(gòu)成極大的安全隱患。因此，懸挑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)受力的合理性、設(shè)計(jì)安全儲(chǔ)備的控制、施工質(zhì)量的把握對建筑物的安全都很重要。

本文結(jié)合紫薇山莊住宅小區(qū)酒店大懸挑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)踐，討論大懸挑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在實(shí)際工程中的應(yīng)用。

1工程概況

本項(xiàng)目為高層酒店，主體結(jié)構(gòu)采用框架-剪力墻結(jié)構(gòu);地上12層，地下1層;建筑高度為47.500m。建筑平面為橢圓形，典型建筑平面見圖1，使用功能較多，房屋立面造型見圖2。主樓采用鋼筋混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系。框架柱主要為直徑 750mm的圓柱，部分柱的直徑為950mm。根據(jù)建筑的功能及抗震需要考慮，在平面的樓電梯位置設(shè)置集中剪力墻，中部兩個(gè)電梯芯筒位置也布置部分剪力墻共同作為主要抗側(cè)力構(gòu)件。為了室內(nèi)建筑效果，主次梁合理分布、錯(cuò)落有致，為后期裝飾裝修留下空間;同時(shí)兼顧到其建筑立面效果，為滿足其強(qiáng)烈的形體變化和虛實(shí)對比的需要，4～6層北側(cè)入口處存在局部大懸挑區(qū)域[1]。

該工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全等級為二級，抗震設(shè)防烈度為六度，基本地震加速度為0.05g ，抗震設(shè)防類別為丙類，設(shè)計(jì)地震分組為第一組。場地土地類別為Ⅱ類，基本風(fēng)壓為0.40kPa，地面粗糙度為B類。

2結(jié)構(gòu)方案的確定

在設(shè)計(jì)過程中選用何種方法直接影響后期施工難度，所以設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該綜合考慮多方面的因素，包括造價(jià)、施工等各方面，對于該工程普通鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓蓋來說，有三種方法可以實(shí)現(xiàn)該工程的大懸挑要求，這三種方法也在該工程中得到了有機(jī)的結(jié)合及使用。

方法一：采用普通鋼筋混凝土懸挑梁，截面高度直接按強(qiáng)度和剛度需要計(jì)算所得。但此方法常受到建筑立面制約，懸挑梁高度有一定限制，對于懸挑跨度和荷載均不太大時(shí)可以采納，其優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)簡單，施工方便。本工程中懸挑區(qū)域的最長懸挑長度有11.500m，如果采用普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)這一大懸挑要求，挑梁截面高度勢必會(huì)影響建筑物內(nèi)部空間。由于層高限制，該區(qū)域梁高不能超過800mm，同時(shí)由于懸挑跨度過大，懸挑長度大，混凝土懸挑梁自身剛度小，在荷載作用下變形大，無法滿足大懸挑要求。故該方法不適用于本工程。

方法二：采用型鋼混凝土梁，即在普通鋼筋混凝土梁截面內(nèi)加入型鋼，其抗彎承載力比相同截面鋼筋混凝土構(gòu)件要高出1倍以上。

而且依靠所配置鋼骨的腹板承受剪力，其抗剪承載力也大幅提高，因此可有效減小構(gòu)件的截面尺寸。對于較大懸挑距離的懸挑梁可采用此法，此法優(yōu)點(diǎn)是梁承載力高、剛度大、變形小。但本工程規(guī)模小，選用型鋼混凝土懸挑梁或預(yù)應(yīng)力混凝土懸挑結(jié)構(gòu)施工專業(yè)化要求高，并且將大幅度增加工程造價(jià);

方法三：混凝土懸挑桁架自身剛度大，在荷載作用下變形小，能夠?qū)崿F(xiàn)本工程大懸挑的效果，且施工專業(yè)化要求低。我們利用建筑平面，懸挑部分有磚墻分隔處布置成拉、壓斜桿，把上、下層懸挑梁連成一體，形成懸挑的鋼筋混凝土桁架，實(shí)現(xiàn)大懸挑的可能。對于多層懸挑結(jié)構(gòu)，采用桁架形成整體懸挑結(jié)構(gòu)是一個(gè)比較好的解決方法，這種方法充分利用建筑使用功能，造價(jià)增加甚微，但可理想地實(shí)現(xiàn)建筑立面效果，可謂性價(jià)比高的結(jié)構(gòu)形式。最終通過優(yōu)化，其中拉、壓桿縱筋配筋率最大僅為2.4%，鋼筋混凝土墻單向鋼筋配筋率僅為0.38%-0.68%。從而有效地控制了構(gòu)件的配筋率均在經(jīng)濟(jì)配筋率范圍之內(nèi)，對造價(jià)不會(huì)造成太多的增加。

3結(jié)束語

本工程中將懸挑部分有磚墻分隔處布置成鋼筋混凝土墻或拉、壓斜桿，把上、下層懸挑梁連成一體，形成大跨度懸挑的鋼筋混凝土桁架結(jié)構(gòu)體系，具有足夠剛度和抗彎、抗剪承載力。實(shí)現(xiàn)了大懸挑的可能，這種方法充分利用建筑使用功能，造價(jià)增加甚微，但可理想地實(shí)現(xiàn)建筑立面效果，可謂性價(jià)比高的結(jié)構(gòu)形式。

參考文獻(xiàn)

[1] 王文棟，混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)造手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2003：202.