淺談某大跨度學(xué)術(shù)報(bào)告廳的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

摘? ? 要：本文以某學(xué)術(shù)報(bào)告廳為例。針對(duì)該工程中存在的大跨度結(jié)構(gòu)，從結(jié)構(gòu)受力、正常使用狀態(tài)等進(jìn)行分析與比較，選擇最優(yōu)方案進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)分析;大跨度結(jié)構(gòu)

1? 引言

近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展進(jìn)步，人們對(duì)建筑使用功能的不斷提高，大跨度建筑被廣泛的應(yīng)用到不同類型的建筑場(chǎng)所中。大跨度建筑不管是在設(shè)計(jì)階段還是在實(shí)際施工階段難度都較大，本文主要是通過(guò)某一大跨度學(xué)術(shù)報(bào)告廳工程為實(shí)例，對(duì)其從結(jié)構(gòu)方案、結(jié)構(gòu)概念、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析中應(yīng)注意的問(wèn)題進(jìn)行了分析和闡述。

2? 工程概況

某大跨度學(xué)術(shù)報(bào)告廳，建設(shè)地點(diǎn)位于蚌埠市，為公共建筑，建筑主要功能為會(huì)議、辦公。采用框架結(jié)構(gòu)，地下一層為地下車庫(kù)，地上兩層為辦公及報(bào)告廳，建筑總高度20.1m。

3? 結(jié)構(gòu)概念

本建筑抗震設(shè)防類別為乙類，地區(qū)設(shè)防烈度為 7 度（0.10g），地震設(shè)計(jì)分組為一組，II 類場(chǎng)地，特征周期 0.35s。基本風(fēng)壓0.35kN/m2，地面粗糙度B類。用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，本工程存在多處的大跨度結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)以平面圖中部大跨度結(jié)構(gòu)為例，柱網(wǎng) 8.4m×21m，詳見(jiàn)典型結(jié)構(gòu)平面圖如圖1。

3.1? 抗震等級(jí)

該房屋屬于重點(diǎn)設(shè)防類（乙類），由GB 50223—2008《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》3.0.3條第二款重點(diǎn)設(shè)防類（乙類）建筑應(yīng)按本地設(shè)防烈度（7度）確定地震作用（地震作用計(jì)算用7度確定地震加速度等），抗震措施（包括內(nèi)力調(diào)整措施和抗震構(gòu)造措施）應(yīng)按高于本地區(qū)設(shè)防烈度一度（8度）確定。故抗震等級(jí)及抗震構(gòu)造措施均為二級(jí)。但大跨梁及與大跨梁相關(guān)的框架柱豎向結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震等級(jí)為一級(jí)。

3.2? 結(jié)構(gòu)選型

根據(jù)GB 50011—2010（2016版）《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》3.5.2結(jié)構(gòu)體系應(yīng)符合下列各項(xiàng)要求：（1）應(yīng)具有明確的計(jì)算簡(jiǎn)圖和合理的地震作用傳遞途徑。（2）應(yīng)避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞而導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)喪失抗震能力或?qū)χ亓奢d的承載能力。（3）應(yīng)具備必要的抗震承載力，良好的變形能力和消耗地震能量的能力。（4）對(duì)可能出現(xiàn)的薄弱部位，應(yīng)采取措施提高其抗震能力。對(duì)于大跨度結(jié)構(gòu)部分若選用混凝土框架結(jié)構(gòu)，梁截面過(guò)小，往往帶來(lái)配筋超筋，撓度裂縫難以滿足要求。但當(dāng)梁截面偏大時(shí)，由于自重過(guò)大，大跨度結(jié)構(gòu)往往帶來(lái)彎矩急劇增加。造成裂縫、撓度不易控制，形成梁截面增大、配筋也增大的“惡性循環(huán)”。而采用型鋼混凝土則不同，其承載力能夠高于同樣外形尺寸的鋼筋混凝土構(gòu)件的承載力，從而有效的減輕結(jié)構(gòu)體自重。 型鋼混凝土結(jié)構(gòu)能夠有效的控制梁截面剛度，減小梁柱線剛度比。 同時(shí)在建筑結(jié)構(gòu)梁的內(nèi)部進(jìn)行型鋼的設(shè)置， 其延性將會(huì)大幅度的提升，承載力大幅度提高。故本工程大跨度范圍內(nèi)的梁柱部分均采用型鋼混凝土結(jié)構(gòu)。

3.3? 裂縫與撓度控制

大跨度結(jié)構(gòu)除了強(qiáng)度設(shè)計(jì)要滿足要求外，更應(yīng)注意裂縫及撓度控制。裂縫可通過(guò)適當(dāng)增加配筋量來(lái)控制，撓度在一定程度上可以通過(guò)增大截面來(lái)控制，但是不能無(wú)限制的增加截面高度，故在撓度方面則特別指定施工期間大跨梁起拱值，從而降低使用期間撓度值，切忌因撓度問(wèn)題一味增加配筋量及梁截面。

4? 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析

（1）截面選型及布置，大跨梁部分采用型鋼混凝土梁，型鋼混凝土梁前期設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該考慮內(nèi)部型鋼距混凝土表面的最小尺寸要求以及栓釘?shù)母叨龋?dāng)型鋼混凝土梁截面尺寸為500×1600（mm）時(shí)，內(nèi)部型鋼梁采用H1100×200×16×22。相對(duì)應(yīng)的型鋼混凝土柱部分截面尺寸為850[×]1100（mm），內(nèi)部為型鋼柱H600×300×18×25截面圖，如圖2所示。

（2）采用PKPM與YJK兩種軟件進(jìn)行承載力計(jì)算分析。對(duì)兩種軟件的計(jì)算結(jié)果分別從以下4個(gè)方面進(jìn)行分析比較：①設(shè)計(jì)彎矩包絡(luò)圖;②彎矩圖;③剪力圖;④配筋應(yīng)力簡(jiǎn)圖，通過(guò)分析比較，兩種軟件的計(jì)算結(jié)果互相驗(yàn)證了分析結(jié)構(gòu)的正確性，保證了該方案的結(jié)構(gòu)安全、可行。經(jīng)過(guò)驗(yàn)算大跨度梁裂縫及撓度均滿足規(guī)范要求。

5? 結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)不斷發(fā)展進(jìn)步，人們對(duì)公共建筑使用功能要求越來(lái)越多，以后社會(huì)上大跨度建筑會(huì)越來(lái)越多。而型鋼混凝土結(jié)構(gòu)可以在一定程度上面圓滿解決梁板的大跨度問(wèn)題，且不會(huì)出現(xiàn)后期維護(hù)問(wèn)題，如經(jīng)常采用的鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用于大跨度建筑時(shí)，后期容易產(chǎn)生銹蝕，需要每隔幾年就進(jìn)行除銹防腐處理，極大的增加了后期維護(hù)的成本，并且產(chǎn)生安全隱患，若采用型鋼混凝土結(jié)構(gòu)則沒(méi)有此部分問(wèn)題;在大跨度建筑中對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工要求都比較高，故不管在設(shè)計(jì)階段還是施工階段都應(yīng)多方面求證比較，采取最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。本文以某大跨度學(xué)術(shù)報(bào)告廳工程為實(shí)例，探討了大跨度結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)過(guò)程中的設(shè)計(jì)思路，以及設(shè)計(jì)過(guò)程的注意事項(xiàng)。并且闡述了型鋼混凝土結(jié)構(gòu)在大跨度結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用及設(shè)計(jì)方法，為類似工程提供實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]? GB 50011—2010（2016版）.建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2]? GB 50009—2012.建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范[S].

作者簡(jiǎn)介：

解輝 （1985—）男，本科，工程師，從事結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。