引 言
近年來(lái),,經(jīng)濟(jì)建設(shè)得到了迅速的發(fā)展,伴隨而起的廣告業(yè)也日益興旺。因而,,對(duì)其造型、規(guī)模及效益等方面的要求也不斷提高。大型廣告牌屬永久性建筑物,其位置一般處在公共場(chǎng)所、繁華鬧市地帶,,因此,在滿足廣告效果的前提下,,其基礎(chǔ)工程的施工一般受鄰近已建建筑物的制約影響比較大。本文根據(jù)某火車站站前廣場(chǎng)兩側(cè)的廣告牌結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)及實(shí)際施工的經(jīng)驗(yàn),對(duì)大型鋼結(jié)構(gòu)廣告牌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工特點(diǎn)作一些探討。
工程概況該廣告牌位于某火車站站前廣場(chǎng)東西兩側(cè)花壇內(nèi),花壇寬為3m,其一側(cè)為混凝土澆筑的廣場(chǎng),,工程場(chǎng)地的土層自上而下分為三層:表層為填土(Qm1),～2.7m,,其靜力觸探比貫入阻力PS=0.83～3.65MPa,～80kPa,～3.5MPa,,結(jié)構(gòu)松散,軟硬不均,未經(jīng)處理不宜作建筑物的基礎(chǔ)持力層;第二層為粉質(zhì)粘土(Qm1+p1),層厚為0.3含少量的氧化鐵,其靜力觸探比貫入阻力PS=0.83～1.85MPa,～150kPa,～6.8MPa;(Qm1+p1),位于離地面4m以下,土質(zhì)呈硬塑狀態(tài),含大量的氧化鐵及鐵錳結(jié)核,PS=3.48～5.10MPa,承載力fk=250壓縮模量ES=10.5該層粘土分布面廣,厚度大,強(qiáng)度高,地下水主要受大氣降水及地表水入滲補(bǔ)給,
設(shè)計(jì)要求該廣告牌由18m12m后撐起6×18mw=0.3kN/m2,地震設(shè)防裂度為7度。
廣告牌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
結(jié)構(gòu)型式的選擇獨(dú)立鋼柱大型鋼結(jié)構(gòu)廣告牌的主體結(jié)構(gòu),目前常采用的形式有兩種:一種為T其主骨架由一根獨(dú)立鋼柱和上部一根橫向主梁呈T型焊接而成,該體系主體結(jié)構(gòu)受力明確,由立柱頂上焊接一根橫梁形成固結(jié)于地基上的T形剛架結(jié)構(gòu)體系,廣告燈箱面板通過(guò)各掛件及斜撐與T,其主骨架由一根獨(dú)立鋼柱和上部幾道相互平行的橫向主梁焊接而成,主梁之間由水平及斜向支撐連接,,廣告燈箱直接掛靠在主骨架上。
經(jīng)過(guò)比選,:第一,廣告牌結(jié)構(gòu)的控制設(shè)計(jì)荷載是風(fēng)載,,再由面板傳至骨架,此時(shí),因而可減小主梁與立柱連接處的應(yīng)力集中;平行式桁架結(jié)構(gòu)主梁采用槽鋼,使結(jié)構(gòu)外形平整,便于廣告面板掛靠,,從而減小了面板的變形,以確保廣告面的感觀效果;平行式桁架結(jié)構(gòu),可在每道主梁高程設(shè)置內(nèi)檢修梯,這樣給結(jié)構(gòu)的維護(hù)、檢修及掛、卸廣告布帶來(lái)了極大的方便,且保證了操作人員的人身安全;除此之外,,形式簡(jiǎn)潔、美觀,受力明確,,施工方便,從而能保證施工質(zhì)量。
結(jié)構(gòu)布置本工程采用獨(dú)立鋼結(jié)構(gòu)圓柱,,主梁之間設(shè)置橫隔梁和斜向支撐,形成空間桁架受力體系,,并使面板骨架節(jié)點(diǎn)與主骨架節(jié)點(diǎn)相一致,以加強(qiáng)面板與主骨架的連接。廣告牌面板的自身骨架掛焊在主體結(jié)構(gòu)上,形成整體上部結(jié)構(gòu)。主梁選用槽鋼,其他構(gòu)件均選用角鋼,除考慮其強(qiáng)度及穩(wěn)定性外,結(jié)構(gòu)分析
荷載和荷載組合結(jié)構(gòu)承受的主要荷載有:1)風(fēng)荷載;3)檢修活載;5)荷載組合有三類:1)特殊組合;3)應(yīng)力分析由于鋼立柱為壓彎構(gòu)件,計(jì)算表明,上部結(jié)構(gòu)的主梁可簡(jiǎn)化為剛結(jié)或鉸結(jié)在鋼立柱上的懸臂結(jié)構(gòu),主梁之間由橫梁及斜撐鉸結(jié)形成空間平行組合桁架。內(nèi)力計(jì)算采用有限元程序在計(jì)算機(jī)上完成。
根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論,,其強(qiáng)度可達(dá)到母材的強(qiáng)度,因而無(wú)需驗(yàn)算焊縫應(yīng)力,焊縫承受桿件間的應(yīng)力傳遞,,對(duì)廣告牌之類結(jié)構(gòu),上部結(jié)構(gòu)桿件受力一般不大,可用圍焊,并統(tǒng)一取焊腳尺寸為hf=10mm,;但對(duì)廣告牌面板骨架與主骨架掛點(diǎn)處焊接須逐一核算。
變位控制
廣告牌立柱高18m,,上部結(jié)構(gòu)為懸臂桁架,在風(fēng)載及自重作用下,,如果這些變位過(guò)大,將直接影響到廣告牌的使用及感觀效果,這些變位還將引起附加內(nèi)力,增大結(jié)構(gòu)內(nèi)部的應(yīng)力,降低結(jié)構(gòu)的安全性,在廣告牌設(shè)計(jì)中應(yīng)嚴(yán)格限制變位。根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJ17�88)廣告牌水平向設(shè)計(jì)變位應(yīng)控制在10mm以內(nèi)為宜。
基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)
基礎(chǔ)型式及布置作為該類型廣告牌的基礎(chǔ)型式主要有兩種:一種是平衡重力式,即上部荷載主要由大體積基礎(chǔ)重力來(lái)平衡,混凝土用量也較多,但施工簡(jiǎn)單,適宜在土質(zhì)松軟且有開闊的施工場(chǎng)地時(shí)利用。另一種為樁基式,其中又以擴(kuò)孔樁為主,,其優(yōu)點(diǎn)是基礎(chǔ)施工場(chǎng)面很小,混凝土用量?jī)H為平衡重力式基礎(chǔ)的三分之一左右,
由于本廣告牌建在某火車站站前廣場(chǎng)兩側(cè)花壇內(nèi),若放坡開挖基坑,勢(shì)必破壞兩側(cè)的廣場(chǎng)混凝土地坪和水泥混凝土路面,其修復(fù)工程造價(jià)可觀,,經(jīng)綜合比較,選用了人工挖孔擴(kuò)底樁基礎(chǔ),基礎(chǔ)上部4m表層填土和第二層粉質(zhì)粘土)不擴(kuò)孔,采用直徑為1.5m從4m第三層粘土)開始擴(kuò)孔,以增大基底的受荷面積,,尺寸為3×3m,基礎(chǔ)底下設(shè)置十字正交齒墻,以增強(qiáng)基礎(chǔ)的抗扭和抗剪切能力。
樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)計(jì)算在樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)計(jì)算中,法和m,兩種方法計(jì)算結(jié)果比較一致,樁身最大彎矩出現(xiàn)在距地面62mm(m處,4.86mm(m法為4.78mm)。樁身材料強(qiáng)度和配筋計(jì)算,
基礎(chǔ)設(shè)計(jì)須考慮軸力、彎矩、扭矩等不同組合的作用,以保證基礎(chǔ)本身的強(qiáng)度、剛度及地基的承載力和抗剪強(qiáng)度均滿足規(guī)范要求。
施工工藝
基礎(chǔ)工程根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地形、地質(zhì)條件,,基礎(chǔ)底面置于第三層粘土中�；娱_挖時(shí),采用孔壁支護(hù)和排水措施,立刻鋪設(shè)100mm吊放鋼筋骨架,并及時(shí)澆筑基礎(chǔ)混凝土,,鋪設(shè)基礎(chǔ)頂部鋼筋加強(qiáng)網(wǎng),在澆至設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí),厚1:3水泥砂漿找平,需對(duì)預(yù)埋螺栓進(jìn)行抗拔試驗(yàn),
鋼結(jié)構(gòu)工程所有鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的連接均采用焊接,上部桁架結(jié)構(gòu)可在工廠拼焊;,形成整體上部結(jié)構(gòu)時(shí),應(yīng)做適當(dāng)?shù)募虞d試驗(yàn),;廣告牌面板骨架和鍍鋅鐵皮面板拼接好后,可在地面直接掛焊到主骨架上,,控制上部結(jié)構(gòu)整體外觀效果。
吊裝定位廣告牌的立柱和上部結(jié)構(gòu)在工廠制成后,,可用兩臺(tái)吊車從頂、底兩個(gè)吊位進(jìn)行整體起吊安裝,在廣告吊裝就位后,為廣告牌高度)且小于20mm,宜在適當(dāng)時(shí)機(jī),澆筑素混凝土密封,
本文提及的廣告牌建成后,,其垂直度和變位均滿足規(guī)定要求,而其總造價(jià)比同類廣告牌節(jié)省了20%,
結(jié)束語(yǔ)
大型鋼結(jié)構(gòu)廣告牌是在改革開放的經(jīng)濟(jì)大潮中產(chǎn)生的新型結(jié)構(gòu)物,具有較強(qiáng)的生命力。大型鋼結(jié)構(gòu)廣告牌的上部結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸,主要受變形、穩(wěn)定和外觀效果控制。對(duì)受已建建筑物約束的大型鋼結(jié)構(gòu)廣告牌,挖孔樁基礎(chǔ)是比較安全且經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)形式之一。
參考文獻(xiàn)
劉全勵(lì)..北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1990
