近年來,,經濟建設得到了迅速的發展,伴隨而起的廣告業也日益興旺。因而,,對其造型、規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築物,其位置壹般處在公***場所、繁華鬧市地帶,,因此,在滿足廣告效果的前提下,,其基礎工程的施工壹般受鄰近已建建築物的制約影響比較大。本文根據某火車站站前廣場兩側的廣告牌結構工程設計及實際施工的經驗,對大型鋼結構廣告牌結構設計和施工特點作壹些探討。
工程概況該廣告牌位於某火車站站前廣場東西兩側花壇內,花壇寬為3m,其壹側為混凝土澆築的廣場,,工程場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,,結構松散,軟硬不均,未經處理不宜作建築物的基礎持力層;第二層為粉質粘土(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),位於離地面4m以下,土質呈硬塑狀態,含大量的氧化鐵及鐵錳結核,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,強度高,地下水主要受大氣降水及地表水入滲補給,
設計要求該廣告牌由18m12m後撐起6×18mw=0.3kN/m2,地震設防裂度為7度。
廣告牌結構設計
結構型式的選擇獨立鋼柱大型鋼結構廣告牌的主體結構,目前常采用的形式有兩種:壹種為T其主骨架由壹根獨立鋼柱和上部壹根橫向主梁呈T型焊接而成,該體系主體結構受力明確,由立柱頂上焊接壹根橫梁形成固結於地基上的T形剛架結構體系,廣告燈箱面板通過各掛件及斜撐與T,其主骨架由壹根獨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,,廣告燈箱直接在主骨架上。
經過比選,:第壹,廣告牌結構的控制設計荷載是風載,,再由面板傳至骨架,此時,因而可減小主梁與立柱連接處的應力集中;平行式桁架結構主梁采用槽鋼,使結構外形平整,便於廣告面板,,從而減小了面板的變形,以確保廣告面的感觀效果;平行式桁架結構,可在每道主梁高程設置內檢修梯,這樣給結構的維護、檢修及掛、卸廣告布帶來了極大的方便,且保證了操作人員的人身安全;除此之外,,形式簡潔、美觀,受力明確,,施工方便,從而能保證施工質量。
結構布置本工程采用獨立鋼結構圓柱,,主梁之間設置橫隔梁和斜向支撐,形成空間桁架受力體系,,並使面板骨架節點與主骨架節點相壹致,以加強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構上,形成整體上部結構。主梁選用槽鋼,其他構件均選用角鋼,除考慮其強度及穩定性外,結構分析
荷載和荷載組合結構承受的主要荷載有:1)風荷載;3)檢修活載;5)荷載組合有三類:1)特殊組合;3)應力分析由於鋼立柱為壓彎構件,計算表明,上部結構的主梁可簡化為剛結或鉸結在鋼立柱上的懸臂結構,主梁之間由橫梁及斜撐鉸結形成空間平行組合桁架。內力計算采用有限元程序在計算機上完成。
根據鋼結構設計理論,,其強度可達到母材的強度,因而無需驗算焊縫應力,焊縫承受桿件間的應力傳遞,,對廣告牌之類結構,上部結構桿件受力壹般不大,可用圍焊,並統壹取焊腳尺寸為hf=10mm,;但對廣告牌面板骨架與主骨架掛點處焊接須逐壹核算。
變位控制
廣告牌立柱高18m,,上部結構為懸臂桁架,在風載及自重作用下,,如果這些變位過大,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力,增大結構內部的應力,降低結構的安全性,在廣告牌設計中應嚴格限制變位。根據《鋼結構設計規範》(GBJ1788)廣告牌水平向設計變位應控制在10mm以內為宜。
基礎工程設計
基礎型式及布置作為該類型廣告牌的基礎型式主要有兩種:壹種是平衡重力式,即上部荷載主要由大體積基礎重力來平衡,混凝土用量也較多,但施工簡單,適宜在土質松軟且有開闊的施工場地時利用。另壹種為樁基式,其中又以擴孔樁為主,,其優點是基礎施工場面很小,混凝土用量僅為平衡重力式基礎的三分之壹左右,
由於本廣告牌建在某火車站站前廣場兩側花壇內,若放坡開挖基坑,勢必破壞兩側的廣場混凝土地坪和水泥混凝土路面,其修復工程造價可觀,,經綜合比較,選用了人工挖孔擴底樁基礎,基礎上部4m表層填土和第二層粉質粘土)不擴孔,采用直徑為1.5m從4m第三層粘土)開始擴孔,以增大基底的受荷面積,,尺寸為3×3m,基礎底下設置十字正交齒墻,以增強基礎的抗扭和抗剪切能力。
樁基礎結構計算在樁基礎結構計算中,法和m,兩種方法計算結果比較壹致,樁身彎矩出現在距地面62mm(m處,4.86mm(m法為4.78mm)。樁身材料強度和配筋計算,
基礎設計須考慮軸力、彎矩、扭矩等不同組合的作用,以保證基礎本身的強度、剛度及地基的承載力和抗剪強度均滿足規範要求。
施工工藝
基礎工程根據現場地形、地質條件,,基礎底面置於第三層粘土中。基坑開挖時,采用孔壁支護和排水措施,立刻鋪設100mm吊放鋼筋骨架,並及時澆築基礎混凝土,,鋪設基礎頂部鋼筋加強網,在澆至設計標高時,厚1:3水泥砂漿找平,需對預埋螺栓進行抗拔試驗,
鋼結構工程所有鋼結構構件的連接均采用焊接,上部桁架結構可在工廠拼焊;,形成整體上部結構時,應做適當的加載試驗,;廣告牌面板骨架和鍍鋅鐵皮面板拼接好後,可在地面直接掛焊到主骨架上,,控制上部結構整體外觀效果。
吊裝定位廣告牌的立柱和上部結構在工廠制成後,,可用兩臺吊車從頂、底兩個吊位進行整體起吊安裝,在廣告吊裝就位後,為廣告牌高度)且小於20mm,宜在適當時機,澆築素混凝土密封,
本文提及的廣告牌建成後,,其垂直度和變位均滿足規定要求,而其總造價比同類廣告牌節省了20%,
結束語
大型鋼結構廣告牌是在改革開放的經濟大潮中產生的新型結構物,具有較強的生命力。大型鋼結構廣告牌的上部結構構件尺寸,主要受變形、穩定和外觀效果控制。對受已建建築物約束的大型鋼結構廣告牌,挖孔樁基礎是比較安全且經濟的基礎形式之壹。
參考文獻
劉全勵..北京:中國建築工業出版社,1990