某寺庙建筑结构分析

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[摘要]：根据本寺庙结构设计过程中遇到的一些疑难问题，采取针对性措施予以解决并进行优化，满足了建筑功能和结构安全的要求。

[关键词]： 后浇带 桁架 楼板开洞 转换梁柱

中图分类号：K928.75 文献标识码：A 文章编号：

工程概况

本工程总建筑面积2.6万平方米，地下一层，地上6层，局部出屋面2层。由于建筑功能要求，二、三、五层局部楼板开洞，开洞面积大于该层楼面面积的30%，有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的50%；第四、六层布置有30m跨度的桁架；屋面层存在局部转换梁、柱。

本工程结构形式为框架结构，抗震设防烈度为7度（0.1g），设计地震分组为第一组，抗震设防类别为标准设防类。

设计分析

后浇带布置：本工程地下室包含主楼范围内地下室和无上部结构的纯地下室两部分，这两部分合为一整体，但实际上因为上部结构原因，导致两部分存在较大的刚度及沉降差异，因此于两部分之间设置沉降后浇带，施工时两部分暂时断开，待主体结构施工完毕，已完成大部分沉降量（50%以上）以后再浇注后浇带部分的混凝土，使之连为整体；另外因主楼范围内有两排柱位于地下室范围外，柱基础设置于地下室施工完毕后的回填土上，基础持力层与地下室内部分的框架柱不同，因此将此两排柱与其它柱间也设置为沉降后浇带，以减少基础持力层不同所带来的沉降差异。其它部位按规范要求，通过设置温度后浇带来解决温度应力。

基础布置：本工程采用钢筋混凝土筏板基础，并设定沉降后浇带和温度后浇带，以降低主体不均匀沉降和超长地下室底板施工时产生的温度应力问题。因为地下水水位很高，施工时尚应在后浇带中设置钢板止水带和附加柔性防水层；同时在无上部结构的纯地下室部分布置满堂抗浮锚杆，以满足整体抗浮要求，底板厚度应满足抗浮锚杆的锚固长度要求。

楼盖布置：楼板平面内刚度和抗震构件的侧移刚度是相协调的，因为楼板平面内刚度与柱子刚度在数值上不是一个数量级的，所以通长情况下可以认为楼板不会有水平压缩或拉伸，是个刚体，在水平力下所有柱子的位移都是一样的。但是如果楼板刚度削弱较多之后，楼板平面内刚度显著降低，有可能造成局部区域柱子位移的不同，所以有必要对开大洞的楼板进行加强，并在计算模型中楼板采用弹性板，以便尽可能地模拟刚度削弱的楼板对整体结构的影响。本工程中，二、三、五层局部楼板开洞，开洞面积大于该层楼面面积的30%，有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的50%，属于结构体系平面不规则的一种类型。针对此种情况，将开洞后的有效楼板部分板厚加大至不小于150mm，钢筋加强加密，按弹性楼板进行建模计算。

承重构件布置：

因为建筑功能要求，第四、六层框架结构存在30m的大跨度且两层通高情况。通过与建筑协商，并对比各种结构方案的经济性和施工难易程度，本工程最终选择桁架结构方案，如下图。桁架上下弦采用截面800×1000mm的型钢混凝土梁，型钢为方钢管600×400×20，腹杆采用方钢管400×250×20，桁架高7.5m，腹杆与弦杆夹角45度。在腹杆布置方式的选择上，虽然“W”形布置桁架上下弦杆受力比“M”形布置会增加，但腹杆所受内力却比“M”形布置的要小，且两种布置方式下，承受最大内力的杆件皆为第一跨杆件。“W”形式布置下，第一跨腹杆所受内力为拉力，杆件容许长细比为1/350；“M”形式布置下，第一跨腹杆所受内力为压力，杆件容许长细比为1/150，因此在满足杆件长细比要求的情况下，“W”腹杆布置形式可以相应减小杆件截面【4】，有利于减小弦杆内型钢部分的截面尺寸，以及垂直向梁钢筋在弦杆内的锚固。计算中，型钢混凝土梁中的钢筋混凝土部分用来承受整体结构地震时传来的弯矩和剪力作用，型钢部分用来承受梁板荷载对桁架产生的拉压力作用。注意相邻跨框架梁纵筋，既要满足整体结构的抗震要求及本跨梁板传来荷载的受力要求，还要满足柱另侧桁架传来的拉压力作用。桁架两侧框架柱按框支柱要求进行概念设计，柱内设置型钢并下插一层，以提高桁架的整体结构性能。

桁架腹杆因为计算长度比较长，结合建筑要求，通过在腹杆中部设置2L70×5的系杆，减少腹杆平面内长细比，达到了减小构件截面的目的。

局部出屋面的两层藏经阁，柱子排列较密，需在屋面层设置转换梁柱进行局部转换。藏经阁的使用荷载传递到板，梁，再通过柱传递到屋面层的转换梁和转换柱上。在罕遇地震作用下，要求塑性铰最先出现在柱下而不是转换梁上，因此转换梁应按规范要求加强，转换范围内的屋面板也应按抗震构件考虑，板厚度不小于180mm，配筋双层双向通长布置，配筋率不小于0.25%。

结语

本工程通过合理布置后浇带，降低了体系沉降差异和超长地下室的温度应力的作用；通过对结构楼板开大洞，存在大跨度框架、局部结构转换等不利影响因素进行分析，采取了对应的加强措施，使建筑功能性和结构安全性要求都得到了满足。

参考文献

[1] 《混凝土结构设计规范》（GB 50010－2010）.北京：中国建筑工程出版社2010

[2] 《建筑抗震设计规范》（GB 50011－2010）.北京：中国建筑工程出版社2010

[3] 《建筑地基基础设计规范》（GB 50007－2011）.北京：中国建筑工程出版社2011

[4] 刘昶等，贵阳北站31m跨钢桁架结构设计 ，［J］.建筑结构，2012,09：1-4

作者：姜子林 1973.6.14出生 男 工程师 硕士研究生毕业