淺談型鋼混凝土結構在鐵嶺某商業(yè)建筑中的應用

那威

摘要：在鐵嶺某大型綜合商業(yè)項目中，局部采用型鋼混凝土

梁、柱等結構構件，來解決建筑中大跨，使用凈高及整體結構超長問題。

關鍵詞：大跨 建筑凈高 鋼筋混凝土框架結構超長

鐵嶺某大型綜合商業(yè)項目位于鐵嶺市凡河新區(qū)贛江路南側，凡河南岸。項目總建筑面積約19萬m2，主要包括地上二～四層商業(yè)建筑及地下一層停車庫，其中地上商業(yè)建筑采用鋼筋混凝土框架結構（局部加型鋼）。

以該綜合項目中的M商業(yè)區(qū)為例，M區(qū)由各建筑單體相互連接成整體，建筑面積大，平面復雜，給結構設計帶來一些需要解決難題，如何解決呢？經(jīng)項目組的討論，因型鋼混凝土組合結構具有如下優(yōu)點：

①型鋼混凝土構件的承載能力可以高于同樣外形的鋼筋混凝土構件的承載能力一倍以上，因而可以減小構件截面。對于建筑，構件截面減小，可以增加使用面積和層高，經(jīng)濟效益很大。

②型鋼在混凝土澆筑之前已形成鋼結構，具有較大的承載能力，能承受構件自重和施工荷載，可將模板懸掛在型鋼上，模板不需設支撐，簡化支模，加快施工速度。在建筑中型鋼混凝土不必等待混凝土達到一定強度就可繼續(xù)施工上層，可縮短工期。由于無臨時立柱，為進行設備安裝提供了可能。

③型鋼混凝土組合結構的延性比鋼筋混凝土結構明顯提高，尤其是實腹式型鋼，因而此種結構有良好的抗震性能。

④型鋼混凝土組合結構較鋼結構在耐久性、耐火等方面均勝一籌。從經(jīng)濟性的角度來看，型鋼混凝土框架較鋼框架可節(jié)省鋼材50%或者更多。

本工程中局部采用了型鋼結構構件用于解決結構

本身及建筑使用功能上的技術問題，具體方法有以下幾點：

1 結構設計中對大跨柱網(wǎng)的解決方法

本項目的商業(yè)建筑中，地上柱網(wǎng)尺寸大部分為8.4mx

8.4m，其中M區(qū)某地上商業(yè)建筑一層因設置通往地下車庫的坡道而抽掉了柱網(wǎng)上的一根框架柱，使得柱網(wǎng)尺寸變?yōu)?6.8mx16.8m，見圖1。

如果采用普通混凝土結構勢必會增加梁，板截面尺寸，即增加結構自重又影響建筑凈高，而且也無法保證正常使用條件下的裂縫與撓度問題。通過在大跨周邊框架梁，柱中設置型鋼，即能減小梁，柱截面，提高承載力又能滿足構件變形要求，經(jīng)過構件及結構整體分析計算，構件配筋和驗算參數(shù)如下：

N-C=102（101）B*H*U*T*D*F（mm）

=600*600*16*16*300*150

Cx=1.25 Cy=1.25 Lc=4.800（m） Nfc=2 Rcc=45.0

Rsc=345 Fy=360. Fyv=360.

型鋼混凝土柱，按規(guī)程JGJ 138-2001、JGJ 3-2010

（28）Nu=-4213. Uc=0.330 Rs=0.80（%） Rsv= 0.99（%） Asc=254.0

長細比：Rmdx=37.61 Rmdy=37.61

寬厚比：b/tf=4.19 b/tf_max=19.00

高厚比：h/tw=8.38 h/tw_max=81.00

抗剪承載力：CB_XF=563.3 CB_YF=522.1

（28）N=-2919. Vjx=1191. Asvjx=163.

（31）N=-2621. Vjy=-873. Asvjy=163.

N-B=1024（13）B*H*U*T*D*F（mm）

=400*1000*16*800*150*26

Lbin=1.80（m） Lbout=1.80（m） （I=3679，J=3680） Nfb

=2 Rcb=30.0 Rsb=345 fy=360. fyv=360.

型鋼混凝土梁，按規(guī)程JGJ 138-2001

寬厚比b/tf=2.58 b/tf_max=19.00

高厚比h/tw=46.75 h/tw_max=91.00

綜合以上計算分析結果，結構設計局部施工圖見圖2。

2 結構設計中對房間凈高問題的解決

例如本項目中餐飲區(qū)域的廚房樓面需降板500mm，降板范圍填輕集料混凝土。這樣一來使得結構自重較大，又要保證下層房間的使用凈高要求，結構設計時，在廚房降板范圍采用型鋼梁及型鋼柱的方法解決結構截面問題，保證凈高使用要求。

3 解決整體結構超長問題

本項目以M區(qū)商業(yè)為例，地上建筑總長201.7m，總寬139.4m，包括6個分區(qū)。如果不設永久伸縮縫使結構連為整體，將不滿足《混凝土結構設計規(guī)范》8.1.1條對伸縮縫最大間距的要求，而且也無法保證結構建成后對裂縫的控制，對結構本身及使用上都將造成不利影響。

經(jīng)過深入研究和討論，決定將整個M區(qū)地上建筑分為5個單體，使每個單體的長度不至過長，基本在超規(guī)范要求的20%以內(nèi)，各單體本身也采取了如下措施用于防裂：

①在樓板上皮附加○/ 6@200通長溫度鋼筋；

②適當增加梁腰筋的配筋率，實際配筋為梁腹板截面的0.15%左右；

③結構每隔30～40m左右設置一道寬800mm的伸縮后澆帶，后澆帶兩側混凝土澆灌兩個月以后，再用強度等級高一級的微膨脹混凝土低溫下澆筑。

各單體本身滿足要求后，將各單體間用連廊連接成整體，即滿足商業(yè)的整體使用要求，在概念及計算上又能分單體分析。連廊局部連接節(jié)點見圖3。

4 設計建議和體會

隨著社會的經(jīng)濟發(fā)展及人們的生活需要，大型商業(yè)項目在城市中的建設數(shù)量逐年增多，而大型商業(yè)項目通常具有較復雜的平面布置及空間要求，如能靈活的運用型鋼混凝土結構解決局部大跨、使用凈高和結構超長問題，即能減輕結構自重，節(jié)約成本又能改善外觀效果，使建筑看起來更加簡約、輕盈。筆者認為這種在混凝土結構中局部加設型鋼的方法在大型商業(yè)建筑中將成為一種趨勢。

參考文獻：

[1]《混凝土結構設計規(guī)范》GB50010-2010.

[2]《型鋼混凝土組合結構技術規(guī)程》JGJ138-2001.

[3]《型鋼混凝土組合結構構造》04SG523.