双卫峰，黄垚
广东建青工程勘察设计咨询有限公司 广东东莞 523000
摘要：园区的办公楼根据使用要求，在五、六层设置了跨度29.4m的连接体结构，在七层设置了跨度33.0m的多功能会议厅。经综合分析，在上述大跨度区域均采用了型钢桁架组合楼板的结构设计，以满足建筑功能的使用要求。
关键词：型钢桁架；组合楼板；节点设计；
引言：型钢桁架是一种在工业建筑中普遍应用的结构型式，适用于大跨度、重荷载的厂房、车间。随着新型工业园区的发展，办公建筑也提出了大空间、大跨度的使用需求，笔者结合自身工作实践，介绍了型钢桁架组合楼板在办公楼中的设计应用。
1、工程概况
“慕思寝具用品生产及配套项目”位于东莞市厚街镇，项目规划总用地面积为99034㎡，拟建两栋厂房、四栋宿舍楼、一栋办公楼、两栋地下室，总建筑面积为303575㎡。其中办公楼的占地面积为7513㎡，地上八层、地下两层，办公楼的建筑面积为63719㎡。
根据园区的使用要求，办公楼的五楼、六楼分别要与厂房的四楼和厂房的屋面进行连接，连接体的跨度为29.4m,连接体的平面尺寸为22.0X29.4m，经综合分析在此部位采用了型钢桁架组合楼板。办公楼的七层为多功能会议厅，多功能厅的跨度为33.0m,多功能厅的平面尺寸为33.0X63.4m，业主要求屋面做平屋面，经综合分析在此区域也采用了型钢桁架组合楼板。
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图1 办公楼剖面示意图
2、设计思路
“慕思寝具用品生产及配套项目”拟建场地的基本地震烈度为7度，设计分组为第一组，地震加速度为0.10g，场地类别为II类，基本风压为0.60KN/㎡，地面粗糙度类别为C类。办公楼属于丙类抗震设防类别，主体结构采用框架结构体系，框架抗震等级为二级，型钢桁架的抗震等级应不低于主体结构，按二级抗震等级进行设计。主体结构采用盈建科的YJK软件进行计算，型钢桁架采用同济大学的3D3S软件进行计算。
2.1组合楼板的活荷载
连接体结构离地面高度为20米，共分为两层，其中五层的使用功能为产品创意设计空间，楼面活荷载为4.0KN/㎡；六层的使用功能为员工自助餐厅，楼面活荷载为3.0KN/㎡。七楼多功能会议厅的楼面活荷载为3.0KN/㎡；屋面的活荷载均为2.0KN/㎡。
2.2型钢桁架的构件设计
桁架采用的钢材牌号均为Q345B，连接体转换桁架（编号HJ1）桁架的高度为4500mm，其构件截面主要为:上弦杆□600X400X30X40、下弦杆□600X400X30X40、斜腹杆□400X400X20X20、上部型钢柱□400X400X20X20、上部型钢梁H600X300X16X25；七楼会议厅桁架（编号HJ2）桁架的高度为3000mm，其构件截面主要为:上弦杆H600X400X30X35、下弦杆H600X400X30X35、斜腹杆H400X400X16X20。通过软件计算分析，构件截面的最大应力比为0.89，桁架的挠度限值控制在1/400以内。
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图2 连接体转换桁架（HJ1）示意图
2.3桁架的节点设计
桁架的构件均采用焊接，其焊缝等级均为二级焊缝。桁架HJ1的上下弦箱梁的腹板和翼缘板采用双边对称坡口焊接；腹杆与桁架上下弦采用单边坡口焊缝，四周围焊；H型钢的腹板采用螺栓连接，翼缘板采用双边对称坡口焊；加劲肋采用双面坡口焊与主构件连接。桁架HJ1与钢骨混凝土柱采用固结设计：桁架的腹板与钢骨柱采用高强螺栓连接，翼缘板在施工现场采用坡口焊缝连接。钢骨混凝土柱截面为1200X1200，内置型钢截面为H800X700X35X35。
屋面桁架HJ2的上下弦梁连接：腹板和翼缘板采用双边对称坡口焊接；腹杆与桁架上下弦采用单边坡口焊缝，四周围焊；加劲肋采用双面角焊缝与主构件连接。桁架HJ2支座与混凝土牛腿采用铰接设计，支座预埋地脚螺栓的直径为30mm。
2.4组合楼板的设计
组合楼板的整体厚度为150mm，现浇混凝土最薄处为75mm，混凝土强度为C30，楼承钢板采用1.2mm厚YX75-293-880型板，钢板材质为Q345B。楼承钢板采用双面热浸镀锌，镀锌量不小于275g/㎡，钢板表面应有“A”字压纹以增加对混凝土的握裹力。钢板用直径12的剪力钉固定在钢梁上，剪力钉采用栓焊机现场熔透焊接在钢梁上。楼承钢板须经过质量监督中心的耐火试验检测，其耐火极限时间不得小于1.0小时。楼板钢筋采用HRB400钢筋，fy=360Mpa。
3、桁架的吊装施工方案
桁架的吊装安装程序为：地面就位→构件检查→空中吊装→支座临时连接→垂直支撑、系杆安装→校正检验→支座固定。
根据桁架的自身重量，选择2台50吨的汽车吊共同配合完成吊装。先在桁架两头分别绑扎稳定缆绳，以保证桁架在起吊过程中的侧向稳定。吊装准备工作就绪后，首先进行试吊，起吊高度为200~300mm时停吊，检查索具牢固性和吊车稳定性。经确认无误后方可指挥吊车缓缓上升，使桁架中心对准安装位置中心，然后徐徐升吊，起吊过程中应拉紧四个方向的稳定缆绳，防止桁架的侧向晃动。桁架落位时应缓缓进行，将支座孔穿入过渡板的螺栓内、初拧，作为临时固定。并用汽车吊稳定桁架，不得脱钩。吊装垂直支撑和系杆，校正检查无误后，拧紧支座螺栓固定桁架。
结束语：
型钢桁架组合楼板在建筑的大空间、大跨度区域，能充分发挥桁架自身刚度大、抗弯和抗扭力学性能好的优势，能较好实现建筑的大空间的需求。但是型钢桁架的构件尺寸大、重量大，施工时应制定详细的吊装方案，加强安全保障措施，才能保证桁架的安装精度，减少安全隐患，提高项目的经济效益。
参考文献：
[1]钢结构设计手册（第四版）[M]
[2]GB50017-2017钢结构设计规范 [S]
[3]GB50011-2010（2016年版）建筑抗震设计规范 [S]