梅州世界客商文化中心大跨度樓蓋的結(jié)構(gòu)選型

凌宏華

1 工程概況

梅州世界客商文化中心項(xiàng)目是梅州市重點(diǎn)標(biāo)志性公共文化建筑之一，集客商展館、小型會(huì)展、會(huì)議、辦公、餐飲等功能于一體。建筑地上五層，各層功能圍繞中部多功能宴會(huì)廳圓環(huán)狀體量呈回字形分布，建筑效果圖見圖1。

圖1 建筑效果圖

通過設(shè)置抗震縫將建筑群分為6個(gè)獨(dú)立單體，工程所在地抗震設(shè)防烈度Ⅵ度，地震分組為第一組，設(shè)計(jì)地震加速度為0.05g，抗震設(shè)防類別為乙類，按照Ⅶ度采取抗震措施。本項(xiàng)目全部采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，其中主樓框架抗震等級為二級，會(huì)展廳及東南北側(cè)門樓框架抗震等級為三級（局部大跨按二級）。各層層高：地下一層為5.30m，地面以上一至四層層高均為6.00m，五層（頂層）為坡屋面，室內(nèi)最低點(diǎn)高度3.73m?？偢叨葹?2.85m。

2 大跨度樓蓋結(jié)構(gòu)選型

中部多功能宴會(huì)廳層高12m，空間尺寸為約45m×（45～35）m的不規(guī)則四邊形，屋面需要覆土綠化。為解決樓蓋跨度大、荷載大的設(shè)計(jì)難點(diǎn)，結(jié)構(gòu)初步設(shè)計(jì)階段對大跨度樓蓋進(jìn)行了方案對比。

常見的大跨度、重荷載的樓蓋形式有以下幾種：①預(yù)應(yīng)力混凝土樓蓋，該方案特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)自重大，梁截面對凈高影響較大，并需要高空支模，預(yù)應(yīng)力對施工技術(shù)要求較高?？紤]到該方案的施工難度，甲方在初期就否定了該方案。②鋼梁+混凝土樓板組合樓蓋，該方案特點(diǎn)是承載力高，結(jié)構(gòu)自重輕，鋼梁腹板開洞可滿足設(shè)備走管要求，能最大限度地滿足凈高要求，無需現(xiàn)場支模，施工方便。③鋼桁架+混凝土樓板組合樓蓋，該方案特點(diǎn)是承載力高，結(jié)構(gòu)自重輕，空腹桁架可靈活滿足走管要求，無需支模，但鋼桁架加工繁瑣，節(jié)點(diǎn)焊接工作量較大。

3 經(jīng)濟(jì)性對比

在結(jié)構(gòu)凈高相同的條件下，對鋼梁+混凝土樓板組合樓蓋（方案一）和鋼桁架+混凝土樓板組合樓蓋（方案二）進(jìn)行對比。

3.1 方案一

采用13根單向密肋鋼梁，鋼梁支撐在兩側(cè)的混凝土大梁上。結(jié)合屋面結(jié)構(gòu)找坡（i=2%），鋼梁采用變高度梁，翼緣寬度不變，最低點(diǎn)截面高度1500，各鋼梁的梁底標(biāo)高保持一致，最高點(diǎn)截面高度（截面高度2800～2890）由坡度確定。同時(shí)在鋼梁跨中的腹板開洞，洞口尺寸可滿足空調(diào)走管的要求（見圖2）。計(jì)算結(jié)果顯示，鋼梁應(yīng)力0.80～0.93。

圖2 鋼梁大樣詳圖

3.2 方案二

采用4榀單向鋼桁架（見圖3），兩端支撐于柱子上，在上弦桿間隔3m布置一道次梁，形成3m×9m的單向板。在下弦桿間隔6m布置一道支撐。由于桁架總高需要控制在2800，故桁架構(gòu)件采用方鋼管（見表1），下弦桿聯(lián)系桿和次梁采用H型鋼（H500×200×6×12）。計(jì)算結(jié)果顯示，上、下弦桿最大應(yīng)力0.80～0.90。

表1 構(gòu)件截面表

3.3 綜合對比

綜合考慮鋼結(jié)構(gòu)油漆、鋼結(jié)構(gòu)探傷檢測費(fèi)、鋼構(gòu)件運(yùn)輸以及人工成本費(fèi)，支撐鋼梁或桁架的混凝土梁的混凝土用量、支模量及鋼筋用量等因素，兩個(gè)方案的經(jīng)濟(jì)性對比見表2。

圖3 鋼桁架結(jié)構(gòu)布置圖

表2 經(jīng)濟(jì)性對比

4 結(jié)論

在凈高相同的條件下，方案一的綜合造價(jià)略低一些。鋼梁采用變截面，與其受力趨勢一致，截面利用率高，受力合理。同時(shí)該方案施工方便，最終采用方案一。目前該項(xiàng)目已竣工，第五屆世界客商大會(huì)在此順利召開，獲得各方好評。

[1]雷博.大跨度樓蓋結(jié)構(gòu)選型設(shè)計(jì)與分析[D].武漢工程大學(xué)，2016.

[2]白龍.大跨度屋蓋結(jié)構(gòu)的幾種選型對比和改進(jìn)[D].大連理工大學(xué)，2014.