影剧院楼座结构体系研究,嘉定影剧院,昌平保利影剧院,独墅湖影剧院,大兴影剧院,金马..
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影剧院楼座结构体系研究
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某大型影剧院大跨度结构设计分析
&&&&&&本期共收录文章20篇
　　【摘 要】大剧院结构通常具有跨度大、体型复杂及结构空旷等方面的特征，从中给结构设计工作带来一定的难度，因此，如何做好影剧院大跨度结构设计工作具有重要的意义。本文结合工程实例，主要就某大型影剧院大跨度结构设计要点进行了总结与分析，主要从结构选型及布置、台口梁及楼座设计和结构计算等方面进行了论述，旨在为结构设计人员提供有利的参考。 中国论文网 /1/view-7112858.htm　　【关键词】影剧院;大跨度结构;台口梁;楼座;结构计算 　　1 工程概况 　　 某影剧院，一共3层，地下1室，长、宽为94.00米和84.00米，高为16.00米主要包括剧院厅和电影院两个部分，其中剧院厅设计为歌舞剧表演和召开会议，一共1130座;而电影院设计为休闲空间，采取中、小厅相结合设计方式。地下1室为地下汽车库和设备用房，1层为电影院及配套用房;2～3层为办公区及剧院配套用房;屋顶为设备机房。 　　 本工程观众厅、舞台部分为单层空旷结构。1～3层层高为6.00米;地下1层层高为4.5米。观众厅跨度28.00米，舞台跨度18.00米，放映厅跨度16.00米。采用钢筋混凝土框架剪力墙结构。框架抗震等级为二级，剪力墙抗震等级为一级。建筑物抗震设防类型为乙类，抗震设防烈度为7度。 　　2 结构选型及布置 　　 本工程建筑平面具有不规则性，所以设置一道宽100毫米抗震缝，把建筑结构分为剧院和影院两个部分。这种对称划分出来的两部分，其平面结构较为规则且抗震性能较好。 　　 剧院舞台的平面采用品字型布置。建筑平面结构采用对称的布置方式。舞台区域的结构荷载大，且结构超长，在地震作用下结构的扭转效应较大，同时在扭转位移比控制方面具有一定的难度。除此之外，剧院的观众厅、舞台较空旷，出现较大的高差，一些被开洞分开的各部分连接比较薄弱，在地震作用下容易出现振动而使削弱部分产生震害。结合以上特点，剧院单体的抗侧力结构方案选用框架-剪力墙结构，为了调整结构整体刚心，在适当的位置设置了12道对称的剪力墙，减小刚心与质心的偏心距，增强结构的整体抗扭刚度，提高结构的稳定性。 　　 影院和剧院两部分单体都属于超长结构，为了避免混凝土收缩而引起收缩裂缝，本工程采取以下几方面的处理措施： 　　 （1）每隔设置一条后浇带。后浇带作为一种传统方法，结合混凝土的收缩特点，采取“以放为主”的设计思路，是为了在不减少温度应力的情况下，释放混凝土的收缩应力而产生的变形。 　　 （2）使用低强度的混凝土，同时掺入适量粉煤灰，并采用后期养护措施;使用低水化热水泥（如矿渣硅酸盐水泥），使混凝土内外温差控制在&25℃范围内。 　　 （3）加强建筑内外墙、屋盖的保温、隔热措施。 　　 （4）对于温度影响较大的结构部位，需要合理地提高配筋。 　　 出于建筑结构跨度、安全及施工等方面的考虑，采用现浇钢筋混凝土楼盖。观众厅、舞台和放映厅的屋盖都是采用钢桁架-檩条-招板结构;庭院顶上采用型钢桁架玻璃。大部分楼板由于开洞面积较大，因此需要加强板洞周围楼板的刚度及配筋，以及加大边梁的截面尺寸，以提高建筑物结构的刚度。 　　3 台口梁及楼座设计 　　3.1 台口梁设计 　　 剧院台口梁作为支承舞台防火幕、大幕机吊点等工艺设备的支撑构件，包括马道、葡萄架、屋架弦杆、部分梁板。通常来说，在结构方案设计中主要采取钢筋混凝土大梁、钢筋混凝土墙体、钢筋混凝土桁架等。结合本工程的特色，最终采用钢筋混凝土框架的结构形式，此结构荷载较小且受力明确。同时，将台口桁架分成三层梁、两根柱，梁柱之间斜向钢筋混凝土斜撑，中间填充轻质建筑材料。 　　3.2 楼座设计 　　 楼座挑台结构体系作为影剧院结构设计中的重要组成部分。楼座的恒、活荷载均较大，又是大跨度、长悬挑构件，因此楼座结构选型的合理性对建筑的使用功能和经济指标影响较大。因此，在影剧院结构设计中，需要对楼座结构方案进行合理的对比与分析，以优选出最佳的结构方案。 　　 目前，我们经常使用的楼座挑台结构有两种，即悬挑桁架结构体系和变截面悬挑预应力钢筋混凝土梁。其中，悬挑楼座方案作为预应力混凝土大梁结构，虽然其形式较为简单，但施工极不方便，且楼座悬挑长度经常受到限制、梁截面较大，这样将会给建筑方案带来影响、从中也会加大建筑高度。悬臂挑梁桁架方案相对于梁板方案来说，不难能够减小悬挑构件的跨度，降低梁的断面，而且可以把桁架间的空隙作为设备通道。 　　 本影剧院二层楼座悬挑约楼座为斜板，因此对结构变形要求较高且荷载较大，根据以上两种方案，该部分结构设计采用悬臂梁（上部结构）和水平支撑梁设计（下部结构），以提升上部梁的支撑作用。上部梁与楼板层梁拉通，下部梁向内延伸一个跨度。经过计算强度及变形均满足要求。 　　4 结构计算与分析 　　 影剧院结构为乙类建筑，所以对结构计算要求较高，因此需要采用两种以上的程序进行结构计算，本工程主要采用了SATWE和PMSAP两个程序进行结构计算与分析。 　　 由于影剧院结构体型比较复杂，从中给大跨度、错层、水平和竖向刚度等方面的结构计算带来了一定的难度。同时《建筑抗震设计规范》GB中对结构扭转位移比的控制主要是基于刚性楼板假设计算得出的，而对于内部空矿的结构的大剧院，如果采用全楼刚性楼板假定进行计算，其计算结果的误差较大，这样不利于对结构进行准确性的分析。而若按照弹性楼板假定计算，其结构最大扭转位移可能是在局部振型作用下产生的，而非整体扭转的表现，这种结构的局部振荡变形对计算扭转位移比的准确性造成了干扰。为此，对于这种影剧院结构的扭转控制，需要控制扭转位移比，同时还要对各个振型进行研究，从概念上通过分析整体扭转振型对地震力以及竖向构件的绝对层间位移进行把握。 　　 在本工程设计中，需要加强空旷范围周边的构件，并采取了加大结构断面、加大配筋、增大板厚、双层双向配筋等构造措施。以下为影剧院部分和放映厅部分两个部分的计算结果。 　　4.1 影剧院部分计算结果 　　 选取前个振型，考虑扭转耦联的结构自振周期SATWE和PMSAP结构计算结果见表1，控制参数见表2。 　　 表1 结构自振周期 　　 表2 结构控制参数 　　4.2 放映厅部分计算结果 　　 选取前6个振型，考虑扭转耦联的结构自振周期SATWE计算结构见表3。主要控制参数见表4。 　　 根据以上计算可以得知，剧院观众厅、舞台等部分为单层空矿房屋，楼板开洞较大，属于平面不规则的楼板结构，其他参数指标均满足规划要求。从影院部分在地震作用下楼层的最大弹性层间位移值与平均值的比值可以看出，此部分单体属于平面扭转不规则，其他参数指标均满足规范要求。 　　 表3 结构自振周期 　　 　　 表4 结构控制参数 　　5 结论 　　 综上所述，本文通过结合工程实例对某影剧院大跨度结构设计要点分析，得到了以下几方面的建议： 　　 （1）对于影剧院内部空旷的复杂结构，通常采用框架-剪力墙体系，合理的剪力墙布置不仅可以减少刚心与质心的偏心距，而且可以加强薄弱部位的构造，以提高结构整体的抗震性能。 　　 （2）由于影剧院的功能较多，因此其平面和立面极其复杂，同时也存在较多的大跨、错层，这样不利于结构抗震，因此，在结构抗震体系选择中，多数都是采用框架剪力墙结构，这种结构容易实现了在抗震作用下的扭转位移比控制，增强薄弱部位的连接，具有较好的空间协同工作能力。 　　 （3）由于剧院结构体型较为复杂，且结构楼板缺失较多，如果采用全楼刚性楼板假定计算将会造成计算结构出现较大误差，因此需要对剧院结构进行全面地分析与研究，以加强侧向刚度及抗震构造措施。 　　【参考文献】 　　[1]GB 建筑抗震设计规范[S].北京：建筑工业出版社，2010. 　　[2]GB 混凝土结构设计规范[S].北京：建筑工业出版社，2011.
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影剧院中观众厅的平面形状分析
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