幼兒園建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)研究

胡琪磷

（海南華磊建筑設(shè)計(jì)咨詢有限公司貴州分公司 貴州貴陽 550001）

引言

幼兒園建筑，作為幼兒成長發(fā)育的重要場所，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的豐富性與安全可靠性，直接決定了幼兒認(rèn)知周圍世界的廣度與寬度。然而，在目前，幼兒園建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效果并不理想，這就阻礙了幼兒園建筑的快速穩(wěn)定發(fā)展進(jìn)程。為此，工程建設(shè)者應(yīng)結(jié)合實(shí)際幼兒園建筑，通過分析其建設(shè)預(yù)期與可靠性目標(biāo)的情況下，對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效果進(jìn)行優(yōu)化控制。這樣一來，幼兒園建筑就能優(yōu)化幼兒生活學(xué)習(xí)的環(huán)境，進(jìn)而對幼兒的成長發(fā)育起到輔助作用。

1 研究幼兒園建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)的現(xiàn)實(shí)意義

經(jīng)幼兒心理與教育心理學(xué)的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，促進(jìn)幼兒知覺、記憶、思維以及語言等方面發(fā)展的重要影響因素是，與周圍環(huán)境的接觸。為此，幼兒園建筑的設(shè)計(jì)工作者應(yīng)為幼兒教育的開展創(chuàng)造良好的條件，繼而優(yōu)化幼兒的成長環(huán)境。然而，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，不同結(jié)構(gòu)形式采用的設(shè)計(jì)技術(shù)與設(shè)施構(gòu)件均不同、如鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，應(yīng)匹配部分網(wǎng)殼來滿足幼兒建筑物的設(shè)計(jì)需求。此外，在處理鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的屋頂時(shí)，應(yīng)盡可能簡化設(shè)計(jì)模型來明確各個(gè)構(gòu)件的受力情況。這一背景下，幼兒園建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)對以往建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)情況進(jìn)行分析，即在明確幼兒園建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)的基礎(chǔ)上，對其設(shè)計(jì)效果進(jìn)行優(yōu)化控制。如此，幼兒園建筑就能滿足幼兒成長發(fā)育所提出的安全需求[1]。

2 幼兒園建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

以貴州地區(qū)某幼兒園建筑工程為例，該項(xiàng)目總用地面積約為1.20hm2，總建筑面積約為9000m2，總長約120m。由于幼兒園用地為不規(guī)則的三角形，因此，建筑布局設(shè)計(jì)人員應(yīng)沿著北、東以及南三個(gè)建筑用地邊界入手進(jìn)行設(shè)計(jì)控制。具體來說，就是根據(jù)幼兒園建筑房屋的用途來進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。如將日托班與全托班布置在北端，以為幼兒提供一個(gè)安靜且安全的環(huán)境。此過程，為不使內(nèi)院存在閉塞問題，應(yīng)將主入口與供應(yīng)服務(wù)用房采用連廊連接起來。這樣，不僅能夠利于自然的采光通風(fēng)，還能實(shí)現(xiàn)對外聯(lián)系與對內(nèi)管理的便捷目標(biāo)。此外，為突出幼兒園建筑的環(huán)境特色，應(yīng)將用地的西南部分作為幼兒的室外游戲場地，以使該空間形態(tài)開放于城市建設(shè)。

為保證結(jié)構(gòu)方案運(yùn)用的準(zhǔn)確性，設(shè)計(jì)人員根據(jù)幼兒園建筑的功能，將日托班確定為A區(qū)，將全托班確定為D區(qū)，將辦公用房與活動(dòng)中心南樓作為B區(qū)，將供應(yīng)服務(wù)用房與多間活動(dòng)坊的東樓作為C區(qū)，由于建筑的抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)防類型為乙類，場地類型為Ⅲ類，框架抗震等級(jí)為三級(jí)。要想避免幼兒園建筑受到地震災(zāi)害的威脅，設(shè)計(jì)人員應(yīng)將A、B、C、D四個(gè)區(qū)，均設(shè)置為三層且采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。其中B區(qū)的屋頂應(yīng)選用網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，以使各個(gè)分區(qū)間以框架結(jié)構(gòu)狀態(tài)進(jìn)行連梁相接。而C、D區(qū)的屋頂，應(yīng)設(shè)計(jì)為特定建筑風(fēng)格的坡屋頂或是老虎窗。但在三層的平面環(huán)境，均進(jìn)行了3m的懸挑設(shè)計(jì)。為進(jìn)一步保證坡屋面懸梁的作用效果，應(yīng)對結(jié)構(gòu)構(gòu)架梁進(jìn)行了特殊構(gòu)造處理[2]。

由此可以看出，幼兒園建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)從工程項(xiàng)目的實(shí)際情況與建設(shè)角度出發(fā)，來保證結(jié)構(gòu)布局與屋頂設(shè)計(jì)的科學(xué)合理性。

3 幼兒園建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)例分析

經(jīng)對本幼兒園建筑工程所處的地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)工程施工建設(shè)場地的地質(zhì)條件非常復(fù)雜，即存在粉質(zhì)黏土、雜填土、粉質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土等問題。為避免幼兒建筑物結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不均勻沉降病害，繼而對建筑物的外觀造成不利影響，最終降低建筑物的預(yù)期使用效果。為此，設(shè)計(jì)人恩怨應(yīng)選用預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，將樁型設(shè)定為PTC-400（70）AC70，樁長應(yīng)分別確定為22m或是24m。此外，還應(yīng)將粉質(zhì)黏土層確定為持力層。當(dāng)樁端進(jìn)入持力層1.5m深度后，其單樁的豎向承載力特征值就可達(dá)到預(yù)期的結(jié)構(gòu)作用目標(biāo)。

對于本幼兒園建筑工程的幾個(gè)特殊部位處理，設(shè)計(jì)人員應(yīng)結(jié)合使用者幼兒對周圍事物的探索需求。即通過搭設(shè)閣樓并在市內(nèi)的局部樓板設(shè)置下沉，來為由于創(chuàng)造各種趣味的使用空間。如，在A區(qū)三層建筑平面的退層，其南面可布置為兒童活動(dòng)的室外花園。為滿足三層市內(nèi)的用房面積需求，建筑設(shè)計(jì)應(yīng)向北增加3m的懸挑空間。

此外，由于其上部屋頂為兩坡形式，且兩個(gè)方向的坡屋頂屋脊線均不在統(tǒng)一標(biāo)高上，這就會(huì)對屋面板的折梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)造成阻礙，因此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)在坡屋頂空間設(shè)置局部的夾層。此問題現(xiàn)狀下，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)與建筑師進(jìn)行協(xié)調(diào)，即在滿足使用空間條件下，將梁底標(biāo)高控制在12.20m，進(jìn)而保證結(jié)構(gòu)能夠?yàn)樗綉姨袅旱脑O(shè)置提供充足的平梁段，進(jìn)而最大限度的提升懸挑梁的鋼筋錨固效果。與此同時(shí)，還應(yīng)在結(jié)構(gòu)頂部沿著兩個(gè)坡屋面走向進(jìn)行300mm×350mm小梁的設(shè)置。為使處理后的整個(gè)框架梁受力效果均勻且安全，設(shè)計(jì)人員應(yīng)將框架柱作為支點(diǎn)，將另一端的框架梁作為支點(diǎn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)將屋面荷載傳遞至框架結(jié)構(gòu)上的目標(biāo)。

在設(shè)計(jì)坡屋頂檐口時(shí)，為使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)呈現(xiàn)出幼兒園建筑的特點(diǎn)，采用了豐富立面線條設(shè)計(jì)，并進(jìn)行了諸多構(gòu)造處理。

對于框架與網(wǎng)殼之間的關(guān)系，設(shè)計(jì)人員應(yīng)結(jié)合建筑物的實(shí)際情況來進(jìn)行設(shè)計(jì)控制。如，B區(qū)為整個(gè)幼兒園建筑物的主入口，且一層為辦公用房，二層為450m2的幼兒活動(dòng)坊與多功能廳。其中多功能廳的平面形狀為橢圓，設(shè)計(jì)人員應(yīng)在處理立面的過程中將平面中的舞臺(tái)屋頂部分設(shè)計(jì)為混凝土現(xiàn)澆坡屋面，并將涉及觀眾席的屋頂設(shè)計(jì)為網(wǎng)殼。為使混凝土材料屋面與網(wǎng)殼銜接處不處在暴露環(huán)境下，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)在整個(gè)網(wǎng)殼外圍設(shè)計(jì)一圈女兒墻，以遮擋網(wǎng)殼支座。

值得注意的是，在實(shí)際結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，不僅要滿足女兒墻的砌筑需求，還要為網(wǎng)殼預(yù)留出支座位置。但受網(wǎng)殼晚于整個(gè)混凝土結(jié)構(gòu)的建設(shè)進(jìn)度，為使后期的網(wǎng)殼設(shè)計(jì)施工能有充足的支座調(diào)整空間，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)沿著整個(gè)網(wǎng)殼外邊緣設(shè)計(jì)，柱等寬的框架梁。與此同時(shí)，華英向內(nèi)加寬至600mm。如此，在除去200mm的女兒墻砌筑后，還有400mm的梁寬可供網(wǎng)殼支座的設(shè)置，進(jìn)而為提高圓弧邊梁的抗扭作用創(chuàng)造環(huán)境[3]。

4 結(jié)束語

綜上所述，幼兒園建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作開展，應(yīng)與工程項(xiàng)目所處的地質(zhì)環(huán)境和建設(shè)使用需求進(jìn)行充分結(jié)合，以提高各部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)布置的科學(xué)有效性。事實(shí)證明，只有這樣，才能將最具效用的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容運(yùn)用于幼兒園建筑物的建設(shè)使用，進(jìn)而推動(dòng)所處地區(qū)幼兒教育發(fā)展進(jìn)程。故，相關(guān)人員應(yīng)將上述分析內(nèi)容與科研成果更多地作用于不同環(huán)境條件的幼兒園建筑，以促進(jìn)現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)建設(shè)背景下建筑行業(yè)的多樣化發(fā)展。