摘要：本文主要展开对世园会的接待服务中心结构设计探究，将特色园艺小镇接待服务中心与现代结构技术完美的结合，对接待服务中心结构的设计展开技术层面上的探讨，旨在能够提高整个接待服务中心的安全性和舒适性。
关键词：世园会；接待服务中心；结构设计
一．工程概况
2019北京延庆世园会是继1999年昆明世园会和2010年上海世博会之后在中国举办的级别最高、规模最大的一次专业类世博会。项目以举办世园会为契机，在妫水河畔设计并建造园艺小镇，镇用地分为五个地块，分别为：A地块：园区接待服务中心；B地块：商业街等；C地块：主题艺术馆及大师工坊等；D地块：访客中心、原乡居民体验馆及文创中心等、E地块：trial garden等。
园区接待服务中心的设计理念：创造性地利用和尊重古建文化属性，把传统建筑文化和体验型奢华酒店融合起来，并通过对中国古建筑创造性活态保护，向世界人民展示中国建筑、园林艺术之美。
园艺小镇园区接待服务中心所在的A地块地块总用地面积18615平方米，总建筑面积共计约26000平方米。整个A地块分为接待一区和接待二区，建筑物高度控制在9米，局部为12米，地下室为一层，局部为夹层，层高为7.2m，局部地下室层高为10.65米，接待一区和接待二区的地下室筏板的标高高差达4米，地上一层（局部二层）。
图一 地下室平面图
结构形式为现浇钢筋混凝土框架结构，多功能厅局部大跨度采用预应力结构，多功能厅屋面采光顶采用钢结构，部分框架柱因为建筑功能需要采用型钢混凝土柱和转换柱结构，8号楼和2#楼五凤楼等多处采用木结构；结构安全等级为二级，建筑抗震设防类别为丙类，抗震设防烈度为8度，框架抗震等级为二级，场地类别为III类，基本风压为0.45Kn/m2，基本雪压为0.40Kn/m2，地下室防水等级为一级，基础采用天然地基，基础形式为厚度800mm（局部1000mm）的混凝土筏板。
二．几个特殊问题的结构设计处理
1.结构计算分析及构造处理
（1）结构计算嵌固部位的选取
根据本工程的实际情况，接待一、二区上部有多个建筑单体，地下室周围土体约束较好，计算时将嵌固层取在地下室顶板进行计算，原建筑方案上部单体根据功能需要，在地下室顶板处有较多的错层，和建筑多次轮沟通后，为了减少和避免过多的错层，结构顶板尽量采取降板措施，降板处采用荷载较轻的轻质混凝土材料进行回填，以满足建筑的需要，也满足地下室顶板满足嵌固的条件，地下室顶板无大洞口，现采用现浇梁板楼盖结构；现浇楼板厚度为180mm和250mm，混凝土强度等级为C35；后续施工图设计采用双层双向配筋，且每层每个方向的配筋率不小于0.25%，相关范围地下一层的剪切刚度大于结构地上一层剪切刚度的2倍，为Ratx1=12.89，Raty1=13.38，地下室周边有与地下室顶板相连接的抗震墙，本工程的地下室顶板作为上部结构嵌固部位是满足要求的。
图二 项目整体三维模型
（2）结构计算方案的分析
本工程的接待一区和接待二区的地下室底板标高高差为4.150m，分别为-7.350m和-3.20m，地下室平面尺寸为235mX107m，因为建筑的需要，又不能设置结构缝脱开，结构计算时采取多个模型计算，因接待一区和接待二区地下室层高差异很大，为了更接近实际，将地下室模型分为接待一区和接待二区以及整个地下室整体进行计算，然后采取包络设计，因地下室顶板各单体错层较多，上部结构计算时又按大底盘多塔结构进行整体计算，上部各单体也进行包络设计，以确保结构设计的安全可靠。
（3）结构技术处理措施
将地下室顶板错层处和转换部位的梁柱构件适当加强，抗震等级提高一级处理，适当提高配筋率，局部部位梁可采取水平加腋处理，在局部开洞处按弹性楼板进行计算，连接上部结构单体的梁柱适当的加强，为了增强整体结构抗扭，对结构的外围梁、柱、墙适当的加强，适当地提高配筋率。
2.超长问题的结构处理
本工程地下室平面尺寸为235mX107m，为了避免因缝引起的建筑立面的不完整和雨季对结构浸漏，并有利于地下室防水和管线的敷设，并节省了变形缝工程费用，结构不采取设缝，根据现行《混凝土结构设计规范》2015年版 GB50010-2010对钢筋混凝土结构伸缩缝最大间距的要求，本工程已远远超出允许不设伸缩缝最大间距要求，为了防止结构开裂，减小因温度变化和混凝土收缩对结构产生的不利影响，主要采取如下措施：
（1）在施工阶段设置后浇带。后浇带的布置原则是先在上部楼层和荷载差异较大处设置沉降后浇带，即采用沉降后浇带将上部楼层与地下室部分分开，然后每隔30m左右设置一道伸缩后浇带，前者在结构主体封顶且沉降稳定后浇灌，后者在其两侧混凝土浇筑两个月且上一层结构混凝土浇筑至少一个月后进行浇灌，而且二者后浇混凝土为微膨胀混凝土。
（2）设计时，将地下室外墙、基础底板及较长的混凝土墙的混凝土强度等级尽量用低一些，并掺适量粉煤灰替代水泥，减少水泥用量，降低水化热。
（3）设计时，适当加大了通长钢筋的配筋率，在收缩应力和温度敏感部位适当提高了拉通钢筋的配筋率。
（4）配置混凝土时，要求施工单位选用弹性模量较大的骨料。
（5）掺加外加剂，减少混凝土的单位用水量，改善施工工艺，做好混凝土的养护，采取措施保证其湿度，减小其内外温差，尤其是基础底板，不仅超长，而且为大体积混凝土，还应分层浇筑，严格按大体积混凝土施工要求施工。
（6）施工完成时，地下室部分要即时回填土，地上部分要采取隔热保
图五 型钢柱结构图
温等措施，尽量将室内构件因施工外露时间缩短，屋盖保温隔热措施应在屋顶后浇带浇筑后即时完成。另外，屋顶楼板配双层双向拉通钢筋（地下室顶板为嵌固层）
3.多功能厅的大跨度预应力梁和型钢柱的设计
多功能厅是接待一区的重要的区域，为了呈现宴会大厅的稳重大气，宴会厅的建筑设计跨度为21.9米，结构设计时，从安全性、经济性、施工成熟性和使用的功能性各方面考虑，结构方案采取钢筋混凝土梁、型钢混凝土梁、预应力混凝土梁等多种方案，最后采取截面600mmX1000mm的有粘结预应力混凝土结构大梁，既满足多功能厅的净高要求，又保证安全性和经济性，预应力梁及柱抗震等级提高一级为抗震等级一级，梁柱节点区的混凝土强度等级为C40，在混凝土强度达到设计强度的90%以上进行张拉，预应力筋采用高强低松弛钢绞线，采用预应力梁①.提高了构件的刚度，增加了结构的耐久性。②.节省材料，减小自重，对大跨度和重荷载结构有着明显的优越性。③.可以减小混凝土梁的竖向剪力和主拉应力。④.提高构件的耐疲劳性能，因为具有强大预应力的钢筋，在使用阶段因加荷或卸荷所引起的应力变化幅度相对较小，故此可提高抗疲劳强度⑤.提高受压构件的稳定性。当受压构件长细比较大时，在受到一定的压力后便容易被压弯，以致丧失稳定而破坏。如果对钢筋混凝土柱施加预应力，使纵向受力钢筋张拉得很紧，不但预应力钢筋本身不容易压弯，而且可以帮助周围的混凝土提高抵抗压弯的能力。另多功能厅部分框架柱因为建筑使用功能和视觉的需要，不能采取大截面框架柱，结构设计时采取700mmX700mm型钢柱，型钢柱有以下几点优点：①.型钢混凝土中型钢不受含钢率的限制，型钢混凝土构件的承载能力可以高于同样外形的钢筋混凝土构件的承载能力一倍以上，因而可以减小构件截面。②.型钢混凝土组合结构的延性比钢筋混凝土结构明显提高，尤其是实腹式型钢，因而此种结构有良好的抗震性能。③.型钢混凝土组合结构较钢结构在耐久性、耐火等方面更有优势。既满足轴压比要求，又满足建筑功能的需求。
4.多功能厅的屋顶玻璃采光天棚设计
接待一区的多功能大厅屋面采光顶一、二跨度为21.9米，结构设计时采用二根800X300X300的焊接箱型钢梁搁置在大跨度混凝土梁上，次梁采用300X200X12焊接箱型梁，为了防止钢结构采光顶产生的温度和地震作用产生的水平位移，钢梁支座处采用抗震滑动铰支座，支座总厚度为150mm，支座与钢梁采用一级等强焊，采光顶采用全钢结构，减少采光屋面荷载，既满足安全性又增加美观性。
5.地下室游泳池的抗浮设计
本工程0.000相当于绝对标高487.150m，抗浮设计水位482.0m，水位标高-5.150m，地下室游泳池板面标高-9.000，水浮力较大，经多方案计算和比较，基础底板采用1000厚的筏板，泳池底板和基础底板800mm之间采用配重较重的混凝土填实等配重，增大泳池基础底板挑出的长度，增大二侧土的配重，以满足抗浮设计要求。
三．结语
2019年北京世界园艺博览会，是一场世界文化的沟通、交流的缤纷盛宴，影响力巨大。本项目站在当今中国发展的角度，思考传统，面向未来，把中国传统的建筑文化和体验型奢华酒店融合起来，呈现给世界，为了凸显这个设计理念，需要每个专业精心设计，团结协作。本项目设计周期紧、任务重，更需要在每个细节上精雕细琢，尤其是结构，首先要满足建筑设计和功能的需要，从安全性、经济性、适应性选择最佳结构设计方案，并运用快速发展的现代新结构技术，将建筑完美的呈现。
参考文献：
[1]刁玺.青岛2014世园会主题馆主体钢结构分析及重要节点研究[D].哈尔滨工业大学，2017.
[2]李发强.青岛世园会植物馆C馆复杂异形网架结构施工及抗震研究[D].青岛理工大学，2014.
论文作者:孙礼奎
论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期
论文发表时间:2019/7/26
标签：结构论文; 地下室论文; 混凝土论文; 型钢论文; 顶板论文; 预应力论文; 建筑论文; 《基层建设》2019年第14期论文;