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1大型公共建筑的設(shè)計理念

隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國的能源和資源壓力日益增大，為了解決這一問題，國家大力倡導(dǎo)“環(huán)保節(jié)約”的理念。而大型公共建筑的建設(shè)作為政府服務(wù)人民的具體落實，其在建設(shè)過程中必須最大限度地減少資源的浪費，從而落實我國政府的相關(guān)號召，為我國社會主義事業(yè)的發(fā)展作出貢獻(xiàn)。由于大型公共建筑是一種公共型建筑，其還必須具備足夠的觀賞性。比如許多地區(qū)的劇院、體育館等大型公共建筑其外形十分有特色，觀賞性較強(qiáng)，逐漸成為當(dāng)?shù)氐牡貥?biāo)性建筑，成為其所在城市的標(biāo)簽，提升城市的知名度。此外，大型公共建筑的最終目的是要服務(wù)民眾的，因此，在進(jìn)行大型公共建筑的設(shè)計時，應(yīng)從實際功能需求的角度考慮出發(fā)，保證建筑能充分發(fā)揮其功能，具有足夠的實用性，以此來滿足人民群眾公共活動的實際需求。

2大型公共建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計要點解析

2.1基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計

大型公共建筑由于其面積較大，因此對其地基的結(jié)構(gòu)形式有較高要求。在設(shè)計前，需要對其地基礎(chǔ)部分的地質(zhì)條件進(jìn)行勘測，比如看其土層為黏性土還是粉土。確定好基礎(chǔ)部分的地質(zhì)條件之后，還需要采取一定的抗浮措施。比如可通過增加埋深、增加多層部分的自重等措施來抗浮?；A(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計還要防止不均勻沉降的出現(xiàn)，可通過復(fù)合地基、沉降后澆帶以及減小荷載等方式來進(jìn)行。

2.2承重結(jié)構(gòu)的設(shè)計

大型公共建筑如體育館、健身中心等，其空間結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，受力分析也較為困難，若是對承重結(jié)構(gòu)的設(shè)計存在問題，則很容易出現(xiàn)安全事故。因此，在設(shè)計時，一定要保證重要承重構(gòu)件具有足夠的彈性，這樣在遇見如地震等突發(fā)情況時，整個結(jié)構(gòu)還能處于彈性狀態(tài)，這可大大提升大型公共建筑的安全性。在實際設(shè)計過程中，還要考慮到建筑上部的屋蓋和底部的混凝土的協(xié)同作用，建立相應(yīng)的整體模型進(jìn)行分析和計算。協(xié)同作用是指大型公共建筑的混凝土和上部網(wǎng)架之間存在一定聯(lián)系，即混凝土對網(wǎng)架或膜結(jié)構(gòu)的變形和受力起到一定的“幫助”作用。在實際設(shè)計中，要協(xié)同好兩者之間的關(guān)系，使得混凝土發(fā)揮承載作用，可在保留傳統(tǒng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的同時，將其桿件和空心球節(jié)點安裝構(gòu)造來進(jìn)行處理，從而來降低用鋼量；而且還要使得面板的外伸鋼筋與底部混凝土形成一個整體，依靠內(nèi)力的傳遞來達(dá)到共同變形，從而實現(xiàn)兩者之間的協(xié)同作用。具體來說，需要將整體模型中大型公共建筑上部網(wǎng)架結(jié)構(gòu)支座的反力荷載作用到建筑下部的混凝土結(jié)構(gòu)柱頂部分，然后利用相關(guān)軟件來計算大型公共建筑底部的混凝土結(jié)構(gòu)并反復(fù)校檢，同時還要進(jìn)行中震彈性驗算，一般采用forten軟件結(jié)合SAP2000軟件來進(jìn)行計算。在體育館的整個混凝土框架結(jié)構(gòu)中，看臺部分占有很大比重，看臺的框架柱以及斜梁是主結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力構(gòu)件，而整個大型公共建筑的布置會使得結(jié)構(gòu)的剛度中心稍微偏移。在實際設(shè)計過程中，可通過在支撐建筑上部網(wǎng)結(jié)構(gòu)的框架柱柱頂和中間位置設(shè)置多道聯(lián)系環(huán)梁等方式來降低看臺柱的計算長度，以此來最大限度地減小結(jié)構(gòu)剛度中心位置偏移帶來的影響，提升整個結(jié)構(gòu)的剛度。

2.3后張預(yù)應(yīng)力混凝土梁的設(shè)計

在一些較為特殊的大型公共建筑設(shè)計中，往往要考慮其實際使用情況。比如體育館經(jīng)常會有跳動，而若此區(qū)域梁的跨度較大，則很可能會引起較為強(qiáng)烈的豎向振動。根據(jù)我國《城市人行天橋與人行地道技術(shù)規(guī)范》中的有關(guān)規(guī)定，為了消除人們的不安全感、避免共振的發(fā)生，建筑結(jié)構(gòu)的豎向自振頻率應(yīng)當(dāng)大于3Hz。此外，體育館的訓(xùn)練廳等區(qū)域上空的大跨度混凝土應(yīng)當(dāng)施加預(yù)應(yīng)力，要均勻布置預(yù)應(yīng)力梁。預(yù)應(yīng)力筋的張拉系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)在0.76左右，其直徑應(yīng)當(dāng)在15.54mm左右。在設(shè)計時還應(yīng)當(dāng)注意，要根據(jù)計算結(jié)果的不同對建筑的不同部位進(jìn)行預(yù)應(yīng)力分類，控制預(yù)應(yīng)力梁的撓度和裂縫，以此來保證結(jié)構(gòu)的安全。

2.4建筑頂部的設(shè)計

2.4.1計算模型的設(shè)置

在進(jìn)行建筑頂部的設(shè)計前，需要設(shè)置相關(guān)的計算模型。一般來說，要對大型公共建筑的頂部進(jìn)行單獨計算，頂部與下部混凝土的框架連接則要進(jìn)行建模計算，這在前面已經(jīng)詳細(xì)分析過?？傊?，要根據(jù)計算模型來對整個建筑頂部的整體協(xié)同工作進(jìn)行分析。

2.4.2荷載分析

在分析大型公共建筑頂部的荷載作用時，應(yīng)當(dāng)綜合考慮風(fēng)荷載、恒荷載、活荷載以及地震荷載的作用。比如計算活荷載LL、恒荷載DL（包含半跨作用的活荷載LL2）、溫度荷載（±15℃）、風(fēng)荷載和雪荷載等多種組合工況；若是建筑處于多地震帶，則還應(yīng)當(dāng)考慮雙向地震作用Exy、水平地震作用Ey、Ex和豎向地震作用EZ等多種作用的組合工況。

2.4.3次結(jié)構(gòu)的設(shè)計

建筑頂部的支架結(jié)構(gòu)主要包括天窗支架結(jié)構(gòu)、天溝支架結(jié)構(gòu)等。而從實際情況來看，由于大型公共建筑的頂部支架與外界環(huán)境的接觸較多，其很容易受到外界溫度的影響，以致出現(xiàn)漏水或天溝拉裂等情況。檁條的結(jié)構(gòu)主要蜂窩式結(jié)構(gòu)、實腹式結(jié)構(gòu)等，其中應(yīng)用最為廣泛就是實腹式結(jié)構(gòu)。在實際設(shè)計過程中，還要考慮到實際局部風(fēng)荷載系數(shù)，進(jìn)行局部的加強(qiáng)，以保證結(jié)構(gòu)的問題。

2.5抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計

抗震結(jié)構(gòu)作為結(jié)構(gòu)設(shè)計的一部分，其直接影響著整個建筑的安全。目前來看，鋼結(jié)構(gòu)是最常用的抗震建筑材料，因為其很容易形成大構(gòu)件，這可以提升建筑的整體性，提升建筑的抗震性能。而若鋼材料的強(qiáng)度較高，但發(fā)生地震時，其可以承受較大的能量，只發(fā)生變形而很難出現(xiàn)斷裂等情況。在進(jìn)行抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計時要應(yīng)當(dāng)要注意避免出現(xiàn)不連續(xù)等情況，因為這可能會導(dǎo)致應(yīng)力過于集中，從而影響建筑的抗震性能。尤其要注意剪力墻、梁和柱的接頭等位置，這些位置若不牢固，則會使得作用力的傳接不夠順暢，從而對整個建筑的抗震性能造成不良影響。

3結(jié)語

大型公共建筑主要用途是公共服務(wù)，其結(jié)構(gòu)設(shè)計的好壞直接影響著使用的舒適度，因此十分有必要對其設(shè)計要點進(jìn)行探討。大型公共建筑在設(shè)計時必須遵循實用性、經(jīng)濟(jì)性、節(jié)約性以及美觀性等原則。本文從大型公共建筑建設(shè)規(guī)模的確立、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計、承重結(jié)構(gòu)的設(shè)計、后張預(yù)應(yīng)力混凝土墻的設(shè)計、建筑頂部的設(shè)計以及圍護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計等多個方面進(jìn)行了分析，希望對相關(guān)設(shè)計人員有所啟示，從而提升我國大型公共建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計水平。

作者：蘇蔚蔚單位：云南省設(shè)計院集團(tuán)