丁茂强

1.工程概况

本工程为某中学教学楼，建筑面积：18402.9m2。地上两层，高度9.0m,层高4.5m；地下一层，层高3.9m。建筑使用功能上划分为地下一层为人防设施，一层为餐厅和室内四个篮球场（又称风雨操场在二层中空，单个篮球场平面尺寸为25.2m×33.6m），二层为活动室和两个阶梯教室（阶梯教室平面尺寸为16.8m×18m，27m×33.6m）见图1，屋面为室外操场供学生户外体育运动使用（总建筑外轮廓尺寸约152m×74m）。工程设计使用年限为50 年，建筑结构安全等级一级，设防烈度6 度，抗震设防类别乙类，基本地震加速度0.10g，设计地震分组第三组，大跨度框架抗震等级为二级[1]。

图1 二层平面图

1.1 结构设计需满足的要求

满足室内篮球场和阶梯教室顶部大跨度楼盖，短向跨度从16.8m～27m；结构梁高限制为0.8m～1.5m。屋面兼做学生户外运动场地，屋面恒荷载标准值12kN/m2，活荷载按屋顶运动场地要求4kN/m2。屋面的舒适性，挠度控制要求高。屋面建筑功能为学校操场，在节奏性强的体操、跑步运动时，应保证楼盖的自振频率避开人员肢体运动频率，防止产生共振。

1.2 结构方案的分析对比

采用两种计算软件PKPM 和STRAT分析，对比普通梁板、钢骨混凝土梁板、预应力混凝土结构、现浇空心楼盖（蜂巢芯楼盖、现浇网梁楼盖）等屋面楼盖体系，优化平面结构布置，对屋面舒适度、屋面长期荷载作用下的挠度数值进行分析。

（1）普通梁板在限定梁高1.5m 的条件下配筋数值超限，结构挠度控制难以满足要求；钢骨混凝土结构和预应力混凝土结构虽然可以有效控制裂缝，屋盖整体平面外刚度偏小，大跨度区域楼板主振频率小于2Hz，施工工艺复杂。……