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泉州首座装配式公建——泉州图书馆结构设计

本次将为大家介绍由TJAD建筑四院设计的泉州首座装配式公共建筑——泉州图书馆的结构设计。

泉州图书馆是泉州市公共文化中心四大建筑之一,位于泉州行政中心轴线中段。作为东亚文化之都泉州的又一地标性建筑,泉州图书馆除大气优美的建筑造型和实用的建筑功能外,其结构设计中所展现的丰富内容同样也是集难度,深度于一身。俗话说“结构成就建筑之美”,在泉州图书馆的结构设计中,同样可以看见结构设计师思维的火花

特别值得一提的是,为响应国家和福建省关于推进建筑产业现代化和装配式建筑发展的号召,泉州图书馆在设计中对部分梁、板采用了装配式技术,成为泉州市第一个采用装配式混凝土结构的公共建筑项目。项目在进行的过程中,结构工程师经过不断的装配式方案比选及优化,与深化公司的配合调整,以及在施工过程中的全程跟踪,以保障项目顺利完工。

 结构封顶图


装配式方案确定


公建类工程功能复杂,存在楼板开洞、悬挑、转换、弧形梁板等情况,不利于预制范围的选择和预制率的达标。楼面尺寸、布局不尽相同,装配式设计、制作的工作量较大,另外由于本工程属于超限高层,部分构件的配筋率较大,需要加强的部位也较多,制约了预制范围的选择,并对装配式的设计施工提出了较高的要求。针对福建省工业化建筑相关认定办法所要求预制装配式混凝土结构的单体建筑预制率应不低于15%,确定如下方案。


 三层梁预制范围

 三层板预制范围

 层梁预制范围

 层板预制范围


结构设计及深化设计


为便于预制构件的加工以及现场施工,在图纸设计的过程中,梁平面定位尽量居柱中,通过加大纵筋直径或局部第二排钢筋不伸入支座来减少钢筋数量。对框架柱也可采用并筋形式,其目的均是为了便于钢筋的排布以及连接。


预制构件工厂制作


本项目预制楼板采用叠合板形式,以单向板为主,局部尚有双向板。预制梁分别用于次梁和框架梁中,其中次梁与主梁的连接采用牛担板的形式。整个项目共有约2300块预制板和约600根预制梁


现场施工


 叠合板堆置

 叠合板吊装

 叠合梁吊装

 构件铺装

 叠合主次梁牛担板连接(剪力榫构造)

 叠合梁组合封闭箍及上部纵筋绑扎

 梁柱节点区的锚固

 浇筑完成后


其他结构难点


该项目基础采用冲孔灌注桩+承台+防水底板的形式,上部结构采用框架-剪力墙结构体系。根据结构规则性判断,该项目存在扭转不规则、楼板不连续、尺寸突变、构件间断等超限项,属于超限高层结构,设计中采用性能化设计,关键构件满足“正截面中震不屈服,斜截面中震弹性”的性能水准,并顺利通过了抗震超限评审。

根据建筑退进效果,四、五层中存在17m的悬挑,设计团队经过反复斟酌,利用整层作为悬挑桁架并向内延伸,使得悬挑距离与内部距离相当。桁架采用了钢骨梁弦杆+型钢腹杆+钢管砼柱的形式,控制悬挑部位的挠度和应力比,确保结构安全可靠。

项目信息

结构类型:超限高层框架-剪力墙结构

建筑地点:福建省泉州市

建筑面积: 38458平方米

项目团队:TJAD四院 教育文体事业部——结构团队


中国装配式建筑产业联盟——专家智囊团

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