浅谈广播电视演播楼的结构设计

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[摘要]广播电视演播楼根据建筑功能需求，多由大空间的演播室和荷载较重的配套技术用房组成。演播室吊挂荷载种类繁多，工艺要求复杂。且大型演播室跨度大、层高高，又在整体建筑中占的体量相对较大，使得整体结构刚度、质量分布不均匀，在地震作用下扭转效应明显，对抗震不利。本文从演播楼的工艺要求、荷载取值及结构体系的布置特点、抗震计算分析等方面进行了介绍、总结，广大设计同仁可共同探讨，将类似结构设计做到更好。

[关键词]演播楼；吊挂荷载；大跨结构

[Abstract] television studio building according to the function demand of the building, supporting technology from the studio and the load of large space heavier space component. Studio suspended load variety, process requirements of complex. And a large studio span, height, but also in the whole building accounted for a relatively large body, making the overall stiffness of the structure, the non-uniform distribution of the mass, under the effect of earthquake torsion effect is obvious, the seismic unfavorable. This paper from the studio floor of the process requirements, load and the structural system layout characteristics, seismic analysis and other aspects are introduced, summarizes the general design, colleagues, discuss the design of the similar structure, will do better.

[keyword] studio floor; suspended load; large span structure

中图分类号：TU318文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)新!为您提供类似表述，查看示例用法：

广播电视演播楼工程介绍

1.1 演播室的分类

演播室根据建筑面积大小可分为大、中、小及超大型演播室，中小型演播室空间相对较小，普通柱网、常规梁柱布置方案即可满足演播室的空间要求，其设置对建筑物的整体结构性能影响不大，可布置在广电中心主楼或裙房内。大型（600m2~1000m2）及超大型演播室（1000m2以上）因其跨度大，层高高对建筑整体结构抗震计算影响较大，一般应设在独立的演播楼里或主体建筑的裙房里，裙房通过分缝的方法，自成结构体系。下文对含大型演播室的演播楼进行介绍、分析。

1.2 演播楼（指含大型演播室的演播楼）的平面布置特点

演播楼一般由大型演播室和附属技术用房及办公用房组成。演播室一般布置在演播楼的中部，附属用房布置在其周围，（见图1）整体结构刚度、质量分布相对均匀。也有较多演播室偏位布置，其附属办公用房集中布置在演播楼的一端或角部，（见图2）整体结构刚度、质量分布不均匀，在地震作用下扭转效应明显，单方向侧移常常超限。

图1

图2

图3

1.3 演播楼的竖向布置特点

演播楼竖向布置层面丰富。大型演播室层高一般跨越四至五层，其顶盖多为建筑物的屋盖。演播室从顶盖往下空间区域划分为空调管道安装层、灯光设备检修层、演播室墙体四周挑出的检修参观用马道，最下面即为演出区或观众区。（见图3）。演播楼入口大厅部位，根据空间高度需求，也多为跃层结构。附属技术用房根据使用要求层高一般不小于4.2m,空调机房层高一般不小于6m,均高于一般办公楼的层高。

2. 演播楼的荷载取值

演播楼的相关荷载主要包括：演播室及其附属技术用房楼（地）面荷载、演播室顶盖的吊挂荷载、演播室墙体的附加声学装修荷载。

2.1.演播楼的楼（地）面活荷载

演播室活荷载一般取3.5 KN/m2 ，当大型演播室需要进运输道具的车辆或布置较重设备时，活荷载应取车辆或设备的等效均布荷载。技术用房活荷载：调光器室一般取8.0 KN/m2 ，中心机房、设备小室、声闸一般取5.0KN/m2,其余如导演室、录音控制室、摄存、灯检、审听、直播等房间活荷载取3.5 KN/m2 。其活荷载取值大多大于普通办公用房，具体根据《建筑结构和在规范》及工艺设备专业提的土建要求来确定。

2.2演播室顶盖的吊挂荷载

这里特别要介绍的是演播室顶盖的吊挂荷载，因其由多项内容组成，设计人应特别注意不得遗漏。

其中包括：

灯光设备荷载（含灯具、灯杆、提升电机、电缆）

声学装修用吸隔声吊顶荷载

空调风管及消防水管道荷载

灯栅架钢结构自重

检修荷载

经多次设计统计计算，最终传到演播室顶盖主受力结构上的荷载一般可取为5.0KN/m2.以上荷载都按均布荷载考虑，对局部吊挂较重工艺设备的杆件要适当加强。这些吊挂荷载均通过演播室的二次结构即灯栅架结构传递给演播室顶盖主受力结构。灯栅架结构的设计下文会做具体介绍。

2.3 .演播室四周墙体荷载

因普通较薄轻质墙体材料难以满足演播室的特殊声学要求，一般采用较厚的混凝土空心砌块或容重较大的实心砖，并对墙面做吸隔声装修处理。随着时代的发展，演播室的布景要求在不断提高，现在越来越多的演播室在墙面上安装相关演示设备，如LED大显示屏等。这些荷载最终要传到主体结构上，结构设计时应给予充分的考虑。另演播室墙体应根据工艺要求增设圈梁，预留与灯栅架结构相连接的预埋件。

演播楼主要结构设计介绍

3.1 整体结构设计特点及采取的措施

3.1.1结构设计特点及选型

含大型演播室的演播楼一般为空旷大跨结构，结构整体刚度和质量分布不均匀，抗震设计扭转效应明显，演播室高度跨越整个演播楼，多层楼板不连续，楼板平面内刚度削弱明显。故建筑物高度不宜过高，通常在24m左右。在地震低烈度区（设防烈度7度及以下），结构体系可采用框架结构。在地震高烈度区（设防烈度7度以上）结构体系宜采用框架－剪力墙结构。

3.1.2结构设计采取的主要措施

（1）为了尽可能的减小刚度不均给扭转带来的不利因素，我们通常在尽量合理布置演播室位置的前提下，通过加密演播室周边的框架柱、在演播室四周或层高较高楼层设层间梁加大柱抗侧刚度、合理设置剪力墙等方法以减小扭转，解决单方向位移超限等问题。另当演播楼整体高度不太高（不超过24m）采用框剪结构时，应特别注意底层框架承担的地震倾覆力矩不应小于结构总地震倾覆力矩的10%.当不满足此要求时应减少剪力墙的布置、在剪力墙上开洞或适当增大梁柱断面来调整地震倾覆力矩的分配系数，以确保框剪结构两道抗震防线均能发挥作用。

（2）考虑演播楼平面不规则给整体结构带来的不利影响，设计时应计入双向水平地震作用下的扭转影响，并采用时程分析法对整体结构进行多于地震作用下的补充计算。根据分析结果，针对薄弱部位采取相应的加强措施。

（3）对于多层楼板不连续，楼板平面内刚度有较大削弱的特点，整体结构内力配筋计算时，应采用弹性楼板之弹性模（即真实计算楼板平面内刚度，假定楼板平面外刚度为零）进行分析，既真实反映楼板平面内刚度，又不影响梁配筋的安全储备。同时应对演播室周边楼板采取加强措施，以确保水平荷载的有效传递，如适当加大楼板厚度，提高楼板配筋率，采取双层双向配筋等。

3.2演播室的顶盖设计

根据演播室的功能需求，按上文所述其顶盖要承担的吊挂荷载大于一般大跨度结构顶盖所承担的荷载。又鉴于演播室的声学方面要求，其顶盖也多采用隔声效果较好但自重较大的混凝土板，设计时应特别注意。（当然在隔声指标满足声学要求的前提下，应尽可能采用轻质屋面板以最大限度减轻结构自重。）一般根据演播室跨度的大小，来选择合适的顶盖结构形式。一般当跨度小于18m时可采用梁板结构形式，比如普通现浇钢筋混凝土梁板结构，钢梁+压型钢板混凝土组合板结构。其中钢梁+压型钢板组合板结构形式在减轻结构自重、施工安全、缩短工期等方面比现浇混凝土梁板结构都有较好的优越性，而被广泛采用。当跨度大于18m时，一般可采用钢网架、钢桁架等结构形式。无论采用何种结构形式，对于演播室结构顶盖来说主体结构施工时都应预留连接灯栅架结构的预埋件或套筒螺栓等。如若遗漏，由于演播室的特殊工艺要求，其预埋件的数量之多，将给二次结构施工带来很大的不便和对主体结构不必要的破坏。

演播室内灯栅架结构的设计

3.3.1灯栅架结构的概念和组成

灯栅架结构是为演播室室内灯光设备、吸隔声吊顶及空调管道的固定安装而设立的二次结构。由竖向吊杆和水平系杆组成（杆件通常为普通槽钢）。竖向吊杆将演播室所有荷载传递给主体结构；水平系杆一般分为三层，从上到下依次为水平转换层、吸隔声吊顶层、灯栅层（见图3）。

（1）水平转换层是仅当竖向吊杆由于工艺及空调管线的布置不能正对演播室顶盖主受力构件（梁或网架球）时设置，它可将竖向吊杆上的荷载传递给演播室顶盖主受力构件，是竖向吊杆与主体结构之间传力的纽带。另水平转换杆件也可用来吊挂空调风管和消防水管。

（2）吸隔声吊顶层是为满足演播室声学指标要求而特殊设置的吊顶。其做法与普通吊顶不同，荷载略大于普通吊顶，吊顶所需竖杆间距较密，而一般吊顶层上部布满了空调水平风管和消防水管，无法从演播室顶盖下较密的竖杆，只能从间距相对较大的竖向吊杆上布置水平主龙骨来满足吊顶层次龙骨的安装间距。主龙骨与竖向吊杆焊接连接。同时该层水平主龙骨也可用来安装工艺单机吊点，因单击吊点荷载相对大而集中，与之相连的主龙骨须适当加大，以满足受力要求。（3）灯栅层主要用于安装吊挂灯光设备，兼做灯光设备检修层，其上一般应满铺上人钢板网,便于检修，但应根据要求预留空调送风口。灯栅层水平杆件一般与竖向吊杆焊接连接。

3.3.2 灯栅架结构设计特点

灯栅架结构通常采用钢结构，传递吊挂荷载的竖向吊杆通过预埋件或预留螺栓与演播室顶盖主受力构件相连，其它各杆件之间一般采用焊接连接。演播室上空各种管线杆件布置错综复杂，灯栅架结构除了承载传递工艺空调设备的荷载外，其设计过程还担负了综合协调各专业管线合理布置的责任。设计时应将工艺专业和空调专业图纸叠合在一起，在尽量满足工艺空调专业管线布置要求的条件下穿插布置结构杆件，才能做到各专业管线之间不交叉打架，才能更合理的利用空间。此外还应做好施工交底工作，协助施工单位合理安排施工顺序，确保各专业管线的顺利安装。

4.结语

演播楼根据其使用功能要求，在建筑布局和结构布置方面都有其特殊性。设计时应充分考虑各种荷载作用，合理选择结构体系，避免扭转过大；做好主体结构与二次结构灯栅架的连接设计，更好的满足演播楼的建筑功能及工艺使用要求。

参考文献

[1] GB50009-2012 建筑结构荷载规范 [S]. 北京：中国建筑工业出版社，2012

[2] 王成武. 广播电视工程技术手册第12分册-工程设计技术[ ] 北京：国防工业出版社，1996

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[4] GB50011-2010建筑抗震设计规范[S]. 北京：中国建筑工业出版社，2010

[5] GB50017-2003 钢结构设计规范[S]. 北京：中国计划出版社，2003