哈爾濱規劃展館結構方案

文/張凱、劉志軍、李凱兵 哈爾濱市建筑設計院 黑龍江哈爾濱 150010

哈爾濱規劃展館位于哈爾濱市道里區友誼路369號，東鄰人民廣場，南鄰友誼公園，北鄰防洪通道，西鄰觀江國際。規劃用地面積8800平方米，總建筑面積21285.15平方米。主要功能包括城區模型展示、總體及各種專項規劃展示、4D沙盤及動感影院等城市規劃展示功能。

本工程空間關系復雜，結構設計難度大，由于建筑功能要求繁雜，本工程集大跨預應力、大跨鋼結構、較大懸挑、大跨度托柱轉換、抗浮、超長處理于一體。

1、因建筑功能要求一層模型大廳框架柱不能落地，二層、三層中廳三邊地面框架主梁均懸挑6m，采用有粘結后張預應力結構。一層頂結構平面布置圖（如圖1）

圖1

2、因建筑功能要求入口大廳框架柱不能落地，以上各層此處采用單向18m跨有粘結預應力框架梁結構。二層頂結構平面布置圖（如圖2）

圖2

3、三層頂數字沙盤和4D影院屋面采用18m跨雙向預應力井字梁，減小了梁高，增大了凈空，滿足建筑功能需要。三層頂結構平面布置圖（如圖3）

圖3

4、四層平面收進時，三層頂中部設18m跨有粘結預應力托柱轉換梁，四層頂B軸兩端設三向預應力框架梁解決9m跨懸挑屋面。B軸以下、2、8軸以外采用輕鋼結構以減小懸挑長度，減輕結構自重，從而降低工程造價。四層頂結構平面布置圖（如圖4）

圖4

5、模型大廳上空，三層頂屋面處經方案比選，放棄了造價較高的空腹夾板樓蓋方案，最終采用網架結構，上鋪硅鎂鈣板，既解決了隔聲和防水后期維修方便的問題，又降低了工程造價。剖面圖（如圖5）

圖5

6、正門18m跨鋼架采用可循環利用材料作為建筑外立面石材支架，減輕了結構自重，減小了正門18m跨預應力主梁的負載。

7、因建筑所在場地地下水位較高，一層模型大廳柱下采用混凝土灌注樁解決局部抗浮問題。

8、超長結構處理采用抗裂加強帶型式，既減小了使用階段產生溫度裂縫的風險，又使施工簡便、快捷。

本工程基礎采用鉆孔壓灌混凝土灌注樁（超流態灌注樁），工藝過程為先鉆孔，鉆桿為空心，用于灌注高塌落度混凝土，鉆孔到位后以一定壓力灌注混凝土，同時提鉆，鉆桿拔出樁孔時，混凝土已經灌注完畢，后插鋼筋籠。這種樁型尤其適用于水下灌注樁，比泥漿護壁灌注樁樁身混凝土質量好，施工速度快，現場干凈。缺點是鋼筋籠經常插不到位，會造成樁頂箍筋加密區長度不夠，影響結構安全。鋼筋籠插不到原因主要有以下幾點：

1、插鋼筋籠時孔內已有混凝土，箍筋阻力較大，樁鋼筋籠均為螺旋箍筋，箍筋如固定不牢，一旦脫開則螺旋箍直徑會越來越大，支住側壁；

2、鋼筋籠剛度較小時，在吊裝及下籠過程中容易變形，下鋼筋籠過程中還可能被混凝土中石子帶偏角度，與樁孔有角度時，鋼筋籠會插到側壁上。

3、本工程一層模型大廳柱下采用抗拔樁，一般抗拔樁為通長配筋，插鋼筋籠過程會把塌落度較大混凝土中石子往下帶，到樁頭附近時石子密度很大，鋼筋籠根本不可能下到底。

我們基于以往工程經驗，針對以上幾點分別采取了相應措施，使本工程鋼筋籠基本到位，并且所有樁頂箍筋加密區都滿足規范要求。

1、鋼筋籠最下端連續設兩道大直徑焊接加勁箍筋，同時要求螺旋箍筋最下邊兩圈與每根縱筋焊接，防止了箍筋脫位；

2、鋼筋籠采用直徑16的縱筋，增大鋼筋籠剛度，防止吊裝過程中變形，把鋼筋籠保護層加大到70mm，并要求施工單位控制好鉆孔垂直度和鋼筋籠的垂直度，防止鋼筋籠插到側壁上。

3、抗拔樁樁端留1.5m長素混凝土段。

4、樁頂箍筋加密區加長1m。

為使工程總造價不超概算，結構設計在規范規定范圍內進行了多輪優化，以上各處方案均經詳細分析，采用最佳結構方案，在充分滿足建筑功能要求前提下，有效減少了工程造價。

該項目獲得2016年度黑龍江省優秀設計一等獎及2016年度黑龍江省（建筑結構）優秀設計二等獎。