大跨度楼盖结构方案比较研究

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楼盖在多层建筑结构中作为竖向承重部件的同时,协调楼层水平抗侧力构件共同承担水平荷载作用。新出现的多层工业或公共建筑中,由于要求较大的无柱空间使得楼盖的跨度变大,综合考量楼盖结构的自重、承载力、变形刚度、抗震安全性能,选取安全可靠的楼盖结构体系成为了十分重要的工作。  本文根据一实际建筑的平面尺寸,以内部24×42米无柱空间上的楼盖为例,分别采用常规钢筋混凝土密肋楼盖,钢筋混凝土空腹网架结构,钢网格空腹夹层楼盖,钢管桁架混凝土板组合楼盖结构四种体系进行设计试算。在满足相同使用要求,相同工程条件下,以安全、经济、施工便利为目标,研究在同一跨度下的四种结构方案的材料用量、施工难易及造价指标,进行比较。  研究表明:大跨度的钢筋混凝土密肋楼盖自重较大,承载力较低,施工难度大,意外风险大;钢筋混凝土空腹网架结构是在“密肋楼盖”的梁肋腹部挖洞形成的梁肋较轻结构,空腹部分可用于暖通水电等管道的铺设,可以节省结构高度,但其竖杆内力分布复杂,截面的多样性对施工的要求较高,质量较难保证;空间盒式钢网格结构由于分段拼装使用大量螺栓连接,螺栓与孔壁间隙滑移累积可能导致实际挠曲变形过大,难以控制,容易造成楼面开裂甚至坍塌;综合考虑以上三种方案的利与弊,本文推荐“吊装钢管桁架混凝土板组合楼盖”结构体系,采用焊接钢管桁架作为下部肋梁,其上加铺钢筋混凝土薄板组合楼盖的新型方案,具有传力明确,施工便捷,性能可靠的优点,在大跨度结构中值得应用推广。  本文选取的四种结构方案均能满足实际工程需求及规范要求,其中钢管桁架混凝土板组合楼盖在节约造价、施工快捷等方面具有显著的优势。
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