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钢结构工程设计简图及照片
大跨度钢-混凝土组合空腹板架结构
工程设计简图
及工程照片
贵州大学土木建筑工程学院
2005年12月
一、六盘水市政府多功能楼大跨度组合空腹板架楼盖
六盘水市市政府改造工程中新建一多功能楼,三层。一层为会议厅,由于地形条件,层高有严格限制;二层的使用功能分为三部分,分别是消防通道、餐厅、屋顶花园,有很大的使用荷载;三层为小餐厅。
该工程的结构难点在于二层楼盖,其跨度19.5m、平面尺寸19.5m×31m,设计荷载大,图1为二层建筑功能示意,图中斜线所表示范围即为该层楼盖区域,该多功能楼结构上是独立的,与相邻建筑没有联系。原设计方案考虑采用钢筋混凝土井字梁楼盖结构,经初步计算,井字梁高度需1.8m,加之设备管线高度及吊顶所占空间0.4m,这样,楼盖及吊顶部分所占高度达到2.2m,会议厅有效层高仅为4.2m,严重影响到使用功能。
经研究比较,最终确定采用钢-混凝土组合空腹板架结构楼盖,图2为二层楼盖的结构布置图。组合空腹板总高度1200mm,其中下层H形钢肋高度为400mm,上层混凝土板厚度160mm,空腹部分640 mm。混凝土板与钢管剪力键连接处设置柱帽,剪力键采用方形焊接钢管。H形钢肋、剪力键所使用的钢板厚度有16mm、18mm两种规格,钢材采用Q235,混凝土强度等级为C30。组合空腹板的空腹部分可用来穿越管线等设备,另外,由于该结构自身造型优美,可以满足装饰的要求,不需再做吊顶装修,因此会议厅的有效层高达到5.2m。 图1 二层平面图
工程于2004年7月建成
图2 二层结构布置图
图3 支座节点 图4 钢管剪力键与混凝土板连接节点
图5 钢构件加工
图6 钢构件吊装
图7 钢构件安装完毕,支混凝土板底模
图8 建成后的会议厅a
图9 建成后的会议厅b
二、 贵阳一中金阳校区大跨度组合空腹板架结构楼盖
贵阳一中体育馆位于贵阳市金阳新区金阳大道、贵阳一中新校区内。体育馆平面为椭圆形,两层,建筑面积12831m2。底层为游泳馆、二层为蓝球馆。图1、图2分别为该体育馆的底层平面和剖面。
该工程结构设计的难点在二层楼盖中跨越游泳池部分,即图中5~11 轴线与1/B~2/G轴线所围区域。该区域短跨33m,长跨57.204m,平面接近矩形。
原设计中,该部分楼盖采用H型钢梁-混凝土板组合梁板式结构。沿短跨方向布置11榀H型钢主梁,梁高2.5m,翼缘板厚度45mm,腹板厚度40mm,每榀主梁自重42吨;在此基础上,再沿长跨方向设置H型钢次梁,最后在钢梁上铺设压型钢板并浇注120mm厚混凝土板。
工程开工后,由于工期紧张,施工方与业主在制定该体育馆施工方案和计划时,发现了原设计的组合梁楼盖结构存在两个严重影响工程进度的问题。第一,
由于所采用钢板太厚,H型钢主梁加工难度大、加工时间长;第二,H型钢主梁只能采用吊装方式施工,外围结构需留轮式吊车的出入通道,使得外围结构(包括底层半地下室的钢筋混凝土墙、二层框架结构看台等)的施工与楼盖结构相互干扰、不能独立进行。另外,由于层高有限,原设计方案中的楼盖自身高度大,对底层游泳馆的使用功能也有不利影响。
基于以上原因,经过对比研究、分析,最终确定采用钢-混凝土组合空腹版架楼盖。
工程于2005年5月建成。
图1 体育馆底层平面图
图2 体育馆剖面图
图3 组合空腹板架结构布置图
图4 支座节点详图
图5 组合空腹板架施工a
图6 组合空腹板架施工b
图7 建成后的组合空腹板架结构a(游泳馆)
图8 建成后的组合空腹板架结构b(游泳馆)
图9 建成后的组合空腹板架结构c(游泳馆)
图10 建成后的组合空腹板架结构(蓝球馆)
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