结合大型商场对建筑结构设计分析

钟奇

摘要：随着经济的发展，人们的生活水平越来越高。为了满足人们的生活需求，大型商场和超市越来越多。大型商场和超市的建筑结构设计和其他的建筑结构设计存在着一定的差异，在大型商场类的建筑结构设计中具有层面空间大、立柱比较少的特点，这样的建筑结构特点下，建筑承压力的计算在建筑结构设计中就显得非常重要。本文结合大型商场的建筑结构特点对在建筑结构设计过程中建筑受力结构的选择、地下室的设计和计算、在设计中出现的问题的特殊处理方法、消防设备的预埋、电梯安装的预留空间等进行了探讨和分析。

关键词：大型商场建筑结构；受力结构选择；计算；设计

随着经济的发展，人们生活水平的提高，城市中的大型商场越来越多。这些大型商场的建筑结构具有层面空间大、立柱少的特点，对建筑设计过程中的承压性计算有了很高的要求。做好大型商场建筑结构的设计工作，能够有效的利用空间资源、节省成本，更重要的是对保证商场建筑在使用过程中的安全具有重要的意义。

一、受力结构的选择

因为大型商场类建筑对空间有着很大的依赖性，为了保证建筑的层面空间最大、立柱最少，所以在受力结构的选择上选择框架结构，框架结构能够很好地保证楼内可利用的空间面积最大。楼面的受力结构有两种选择，一种是井字梁双向板，这种方式可以减小梁高，增加建筑的可用层高[1]。另外一种是单向梁结构，有利于设备走管，同时成本比较低，经济性比较好。

二、地下室的计算方法的选择

如果建筑上部结构被伸缩缝分为几个单体，地下室就成为一个整体建筑，对于这种建筑形式，地下室有两种计算方法：一是地下室作为上部结构嵌固点，二是地下室不作为上部结构嵌固点。在计算时，应当注意考虑地下室外部土体对地下室的约束和作用力，如果地下室是上部结构的嵌固点，那么顶板不会发生侧向位移，如果地下室不是上部结构嵌固点，那么土地对地下室的约束就是不完全的，在计算时需要加入土体结构刚度比。地下室虽是一个完整建筑，但是仍然可以單体建模，按照区域各塔进行计算结构分析。

地下室虽然是商场建筑的一部分，但是在设计的过程中还是要进行单体建模，对不同区域的结构计算采用各塔计算的方式。如果不对地下室进行建模，采用多塔计算的方式，就会因为模型的差异导致计算周期产生差异，会导致建筑内局部一部分的梁与立柱的内力计算存在偏差[3]。所以在进行地下室的设计的时候，要根据具体情况选用合适的计算方式来计算，保证地下室修建的安全性。

三、结构计算

第一，基础等级的设计和结构安全等级存在差异，要按照国家的相关规定来进行设计。在商场建筑的设计中，要根据地基的具体情况、建筑物规模以及功能分区来进行地基的设计，把地基的基础设计划分为三个等级，但是对于安全等级却没有具体的划分，所以在计算基础等级的时候，一般来说，在进行大型商场类建筑的设计时建筑的基础等级要比上部结构的安全等级要高[3]。

第二，框架的抗震等级取值。在商场建筑物的设计过程中框架结构的抗震等级取值，不仅影响着建筑物抗震措施的选择，而且还影响着结构构件的抗震作用的验算。在抗震框架的取值方面，大型商场应该属于乙类建筑，根据国家《抗震规范》的规定，乙类建筑抗震措施的选择，在一般情况下，当抗震设防烈度在五度到七度之间的时候，乙类建筑物的框架结构要在本地区抗震设防烈度的基础上增加一度[4]。

四、结构设计中的特殊处理方法

（一）轴压比超限处理方法

轴压比超限处理方法适用于对非抗震建筑设计或者Ⅵ度建筑进行设计。在这种设计方法中，立柱的截面大小受到轴压比的控制，相同的截面、相同的混凝土等级，可能会出现轴压比超限的情况。在这样的情况下，考虑到建筑的美观性和建筑的使用要求，在不增大立柱截面的情况下，在底层柱两侧有填充墙的时候，可以将墙体设计成混凝土墙，和立柱共同承受压力，增加受压面积，解决轴压比超限的问题，这样可以提高建筑的承载力，保证建筑的稳定性。

（二）特殊部位的梁高受限情况的处理

现代建筑为了取得视觉效果，造型奇特，导致结构设计比较复杂，需要在特殊部位进行特殊结构处理才能满足建筑的设计要求，在设计的过程中，最常见的问题就是梁高受限。梁的高度受到限制不能过高，按照常规的混凝土梁的设计，传统的处理方法就是预应力混凝土梁。随着科技的发展和施工手段的完善，出现了一种新的方式来解决梁高受限问题，就是采用型钢混凝土梁。

（三）建筑超长结构设计

大型商场建筑的结构长度和宽度经常超出规定的关于伸缩缝与沉降缝间隔距离的设置标准。由于商场与超市没有办法设置永久缝，所以只能在建筑内部设计中解决这个问题。一般情况下，在设计的过程中，可以采用适当增加温度应力钢筋的方法，在楼板中负弯矩钢筋隔一断一，正弯矩钢筋尽量通长或拼长[5]。除此之外，还可以每间隔40m设置一条宽度为1000mm的后浇带，这种方法可以有效的减小混凝土的收缩应力，提高混凝土的收缩性，防止裂缝的产生。钢筋与混凝土的抗拉强度还可以用来抵御温度应力，提高钢结构抵御温度变化的能力。在必要的时候，还可以在混凝土中通过添加抗裂外加剂来降低混凝土裂缝产生的可能性，可以在一定程度上解决大型商场等建筑超长的情况。

五、应急装置的设置

大型商场建筑为商业建筑，人流量大，因此在建筑的设计过程中要做好应急设施的配置，尤其是防火设施的配置。在建筑的设计过程中，首先要做好绿色通道的设计工作，根据商场的规模大小做好绿色通道数量和宽度的设计，以便在发生危险的时候能够有效的进行人群的疏散。其次，防火需要的各种管道的设计要按照规范进行，做好各种管件和预埋件的预埋工作，以便防火设备能够进行正常的安装[6]。

六、扶梯、电梯和楼梯的设计

商场一般会设置扶梯、观光电梯等竖向的交通设备，所以在商场类建筑结构的设计中要结合各种各样电梯设备安装设计样式，做好预留孔洞、预埋件、缓冲坑、顶层机房的预留设计工作，保证电梯安装能够顺利的进行。在设计电梯的过程中，要根据电梯承载人数的设想和电梯型号的选择做好电梯的承载设计，保证电梯使用过程的安全性。

结语：

大型商场等建筑结构具有层面空间大、立柱少的特点，在建筑结构的设计过程中，要充分结合大型商场建筑的特点，从受力结构的选择、地下室的设计、结构计算、结构设计中出现问题的特殊处理办法、消防设施的设计、电梯的设计等方面来进行。做好大型商场类建筑的结构设计对合理的利用空间资源、保证建筑使用过程中的安全具有重要的作用。

参考文献：

[1]查明方.结合大型商场、超市对建筑结构设计的探讨[J].中华民居，2013，（12）：29-30.

[2]徐剑锋.结合实例论述超长高层建筑的无缝设计[J].城市建设理论研究（电子版），2011，（27）.

[3]韩光翔，王兆君，刘鹏等.大连某商城改造项目结构设计[C].//第二届大型建筑钢与组合结构国际会议论文集.2014：520-522.

[4]车波.超长地下室的结构设计[J].建筑设计管理，2012，（11）：64-66.

[5]夏晓红，俞勤学，刘光明等.钢结构在大型商业建筑工程中的应用实践[J].新型建筑材料，2012，39（7）：89-90，94.

[6]郭科.关于单层地下车库结构设计的探讨[J].房地产导刊，2014，（9）：71-71.