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摘要：本文以西宁空管保障用房管制大厅大跨度混凝土楼盖为设计实例，详细介绍了三种结构布置方案及构件选型，结果表明各结构方案均能实现管制大厅大跨度楼盖设计要求，最后还从材料用量，工程造价、施工便利性等角度对比论述各自方案优缺点。

关键词：大跨度楼盖、结构方案、对比分析

0引言

在公共建筑中设计中，为满足会堂、剧院、会议中心等建筑功能都需要大跨度的楼盖来实现。王洪六[1]在拟建商业综合体中，针对25.2m跨度楼盖采用单向箱型钢梁，钢梁端部采用抗剪件与混凝土边梁连接。阚晓伟[2]在某厂区公职食堂大厅为解决22m×28.3m楼盖结构采用预应力井字梁结构。杜晶[3]在武昌火车站2层30m×36m空间处采用钢-混凝土组合楼盖结构。戴雅萍等[4]在苏州太湖国际会议中心为实现2层36m×45m多功能厅和4层54m×45m大会议室楼盖均采用钢桁架，钢桁架支撑柱采用型钢混凝土柱。这些工程中均由于建筑不同的功能使用需求，出现了大跨度混凝土楼盖，该种结构形式明显的特点体现在结构跨度大，楼盖荷载重，需要结合工程的实际情况综合考虑结构方案。

1.工程概况

西宁空管保障用房为西宁三期扩建工程空管工程中的重点项目，对进一步提升西宁曹家堡机场综合保障能力和服务水平具有重要意义。本次新建的西宁空管保障用房建筑面积10101.83m2，建筑层数为5层，屋面高度为28.35m，主要建筑功能包括：管制大厅、设备大厅、设备监控室、气象用房、技术保障用房、管制人员用房、会议室等。结构设计使用年限为50年，抗震设防烈度为7度（0.10g），抗震设防类别为重点设防类（乙类），结构安全等级为一级，结构类型为钢筋混凝土框架结构，抗震等级为一级。其中，管制大厅为实现大开间要求，取消房间中柱，形成了大跨度的混凝土楼盖，该区域开间宽22.8m，进深长23.85m，层高9.3m，结构柱沿轴网周边设置，间距主要为6.0/7.2/8.4m等，建筑平面布置如下图1.1所示：

2.结构设计

本次针对空管保障用房管制大厅大跨度混凝土楼盖，拟采用三种方案进行结构设计分析，为方便后续设计和展开结果对比，此次结构建模分析范围仅为管制大厅部分。

方案一：柱为钢筋混凝土柱，梁为钢筋混凝土井字梁[5]，楼板为钢筋混凝土楼板。柱截面均为700mm×700mm，井字梁（JZL）间距为1.8m～2.2m，井字梁避开柱位设置，梁截面为400mm×1400mm，边梁截面为600mm×1600mm，楼板为120mm厚钢筋混凝土楼板。查看计算结果，井字梁强度满足规范要求，底面钢筋配筋率最大为1.1%，但由于井字梁跨度大，计算结果显示梁结构挠度过大，挠度计算结果最大为112mm，大于规范限值79.5mm[6]，需要在后续施工过程中通过梁起拱来解决。

方案二：柱为型钢混凝土柱，梁为型钢混凝土梁，楼板为钢筋混凝土楼板。柱（XGZ）为型钢混凝土柱，柱截面为700mm×700mm，柱内设置十字型钢，与其连接的梁（XGL）为型钢混凝土梁，梁截面为500mm×1600mm，梁内设置型钢，截面为H1200×300×24×24mm;其余柱为钢筋混凝土柱，柱截面为600mm×600mm，其余梁为钢筋混凝土梁（CL），间距为2.8/3.6m，梁截面为250mm×700mm，边梁截面为300mm×700mm，楼板为120mm厚钢筋混凝土楼板。查看计算结果，型钢混凝土梁（XGL）强度满足规范要求，底面钢筋配筋率最大为0.88%;型钢混凝土梁刚度大，挠度计算结果最大为74.1mm，满足规范要求。

方案三：柱为型钢混凝土柱，梁为型钢梁，楼板为组合楼板。柱（XGZ）为型钢混凝土柱，柱截面为700mm×700mm，柱内设置十字型钢，与其连接的梁（GKL）为型钢梁，型钢为焊接H型钢，截面为H1500×400×24×24mm，其余柱为钢筋混凝土柱，柱截面为600mm×600mm，其余梁（GCL）为型钢梁，间距为2.4/2.8m，梁截面为H500×200×12×12mm，边梁为钢筋混凝土梁，梁截面为300mm×700mm，楼板为120mm厚钢桁架楼承板。查看计算结果，型钢梁（GKL）强度满足规范要求，钢梁计算最大应力比为0.83;型钢梁刚度大，挠度计算结果最大为53.5mm，满足规范要求。

3.对比分析

本次拟采用的三种方案均能实现空管保障用房管制大厅大跨度楼盖设计要求，现分别从材料用量，工程造价和施工便利等角度，对三种方案进行对比说明，对比结果如下表3.1所示：

通过上表可以看出，方案一混凝土用量大，模板支护工作量大，工程造价较高，但构件全部为钢筋混凝土结构后续施工便利。方案二型钢混凝土梁施工困难，材料用量适中，工程造价较低，同时能够适用更大跨度楼盖。方案三型钢用量大，钢梁需要防火涂料，并且后续还需进行定期维护，但工程造价较低，能够适用更大跨度重载楼盖，结构安全性较好，配套钢梁采用的钢桁架楼承板可以取消施工模板支护。

4.结论

本文所采用三种结构楼盖布置方案，均能实现管制大厅大跨度楼盖设计要求，各方案都有相应的优缺点，希望为后续类似工程提供借鉴和参考。

参考文献

[1] 王洪六.浅谈大跨度楼盖的选型和设计方法[J].建筑技术研究，2012，9（21）;

[2] 阚晓伟.大跨度混凝土楼盖体系的设计与对比[J].工程技术，2018，4（29）;

[3] 杜晶.武昌火车站大跨度钢-混凝土组合楼盖设计[J].建筑结构，2012，42（3）;

[4] 戴雅萍，袁雪芬，张杜，廉洁良.苏州太湖国际会议中心大跨度钢桁架结构设计[J].建筑结构，2012，42（1）;

[5] 混凝土结构构造手册[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2012;

[6] 国家标准. 混凝土结构设计规范（GB50010-2010）[S]. 北京：中国建筑工业出版社，2015;