人民大会堂工程结构设计总结

1、人民大会堂工程结构设计总结编者按：此份结构总结原为油印件,由北京市建筑设计研究院李国胜先生收藏.原文配有大量结构分析插图,已遗失.此次编辑中仍保存文中插图位置及编号,以期望为将来搜寻这些插图原物留下线索.作者为人大会堂结构设计组.文字校对：戴夫聪,北京市建筑设计研究院结构工程师.设计经过概况：本工程建筑面积约170000平方米,体积约1600000立方米,土方工程量430000立方米,主体名构使用钢筋11000多吨,型钢约4000吨,碎名128000立方米.工程由大会堂、宴会厅和人大常委办公楼组成.附图一中间大会堂,东面是中央大厅,有连通两层总高17米的回廊大厅、和跨度为24米的大梁；门厅上面

2、有设置600个座位的小礼堂、和30米跨度的钢筋硅桁架.西面是观众厅,长60米,跨76米,高72米,屋顶是60.9米跨度、17米高的硅桁架.二、三层看台分别用钢梁挑出16.4米和15.5米.观众厅的主席台上有荷重量为3700吨、1米宽、9米高的台口大梁,荷重3350吨、2米见方的台口大柱,跨度为60米的钢桁架和自重达44吨的钢挑梁.宴会厅包括总面积达7000平方米的国宴大厅,屋顶由56.2米跨度、5米高的次钢桁架和48.6米跨度、7米高的主钢桁架所组成.还包括每块面积为18X24米的连续井字梁.办公楼局部是三、四层框架结构,包括有椭圆形平面的接待厅和18X18米的井字梁结构等.全部结构工程的规模

3、是空前的.在工程的要求方面,要有高度的艺术性和高度的质量,结构设计不仅要保证主体结构的平安,还要配合建筑在体型上细节的高度美观要求,在构件上要考虑到数以十几万平方米计五颜六色的大理石、花岗石等墙面的锚固,和美丽灿烂的花饰和花灯的安装,并要适应各种现代复杂设备的安置和操作在工期方面,全部工程要在十个月内建造完成,结构设计施工图纸在各专业中打前锋,在设计中各专业齐头并进,专业矛盾边进行边解决,中途不断有重大的翻改,反工后仍需赶过施工进度,因此设计工作极度紧张.自从1958年10月16日决定了工程方案之后,设计和施工同时开始,结构组即根据1/400建筑平面图开始工作,三天出根底刨槽图,又三天出根底施

4、工图,再一星期出地下室顶板结构图,如不能按期出图,就要影响施工,在设计工作内部、各专业都在开始,技术问题尚未考虑成熟,许多矛盾也没有完全解决,随时都有变更的可能.面临这样荣耀而艰巨的任务,工作同志们一方面干劲冲天信心百倍写下了决心书和保证书,提出“不怕困难、“不怕修改和反工的口号,但是另一方面感到任务艰巨难以完成.根据以前的工作方法,像这样复杂的结构,在建筑定案后,要经过初步设计技术设计和施工图几个阶段,无论如何都不能满足施工要求.本工程设计要贯彻“多、快、好、省的设计原那么,限于时间更必须要作到设计快、出图快,在设计方案上特别要考虑到.这个问题领导启发工作同志,破除迷信、解放思想、树立敢想敢

5、干的工作精神.展开“大鸣大放,献计谋想方法的群众运动.经过讨论分析研究,统一了设计资料,制作了许多专为本工程使用的图表,初步确定了一系列的简化计算和绘图工作的方法.这样,既将工作效率成倍的提升,做到了快速设计,又统一了设计步骤,易于为工作同志所掌握,便于互审和校对,保证了工程质量.在根底结构设计中,曾有只顾进度无视节约的倾向,党及时组织进行一次检查；节约了硅用量约10000立方米,迅速扭转了这种倾向.设计进行中：为了要与施工单位密切配合协作,党决定将工作组迁到工地现场,出图方案与施工进度方案挂上了钩,设计与施工共同研究和确定重大局部结构的方案和许多构造做法,既切合了实际又保证了质量.当设计进度

6、赶上了施工进度之后,党又及时领导我们组织质量大检查,并抽调专人负担质量检查.这是在快速条件下保证质量不出过失的一项极其重要的举措.当施工转入装修阶段后,党又将设计力量进行调整,分赴各现场指挥部,通过接触实际情况检查和纠正设计中的缺点和错误,并配合施工进行质量检查.曾先后解决图纸交代不清、大样不全等一些问题,包括栏杆、生铁通风篦子的安装做法等.在检查工程质量时,和施工检查同志一起,对重要结构局部进行了仔细的检查,几乎每个聊钉都如数检查,每根大梁和柱子都不只进行了外观检查,而且用铁锤仔细敲打,发现暗藏有空洞后就仔细修补.设计工作同志自始至终受到全国各地和各工作部门的帮助和支援,科学院成立了许多工作

7、小组,协助工作,勘测处对地基根底密切配合,并先后两次邀请各地专家审查图纸,其他还有各方面的支援协助,不胜枚举,离开这些帮助,那么难以完成这一荣耀艰巨的任务.结构设计地基和根底本工程地基上层为约4米厚的房杂土,下层大局部地区为砂粘老土,土壤密实性不够均匀,压缩模量在100300之间,南部为金朝旧河道,北部是元朝护城河的旧址.河底深达9米,河道内土层为灰褐色及黑色近代沉淀层,土质压缩性大,压缩模量在2070之间.附图三本工程建筑布置开间大,楼层高,立柱的荷重大分布极不均匀,根底设计根据建筑初步方案进行,方案中的一些细节布置均未确定,在设计施工进行中上部建筑方案不断有很多改动,荷重标算不能切实准确；

8、另一方面工程任务紧迫,施工急待图纸.由于本工程的重要性,质量要求高,设计上考虑的限制沉降量,绝对沉降量不得超过6厘米,相对沉降不超过1/500.根据上述条件及情况,设计院与市规划局、勘测处、建筑科学院地基室及施工单位工作同志研究决定：在老土上采用带有钢筋硅刚性墙的带形基础；在旧河道上采用带有钢筋硅刚性墙的满堂根底.刚性墙根底的优点是：刚度大,增强了立柱间的连系,使荷重较均匀地传递到地基上.能将荷重越过局部松软的地区传递到临近土质较好的局部去.即使设计荷载计算不准确有些出入,影响不显著,例如大会堂东门厅根底施工完毕后设计方案有变更,有些柱子荷重较原设计多了20%,有些荷重少了30%,建筑建造完工

9、后实地观测,结果沉降量还是比拟均匀.较弹性根底钢筋用量少.计算和制图简便,及时供给施工图纸,保证了施工进度.所采用的根底墙一般的高度为4.35米,厚度40厘米,下端与根底板相连接.墙顶均在室内设计地平以下,防止暴露户外受到温度伸缩的影响,原设计墙身加10%块石,因施工单位提出突击赶工填加块石现场操作不方便而取消.附图四当两邻柱的间距在刚性角交线限度内,墙身只复核横切剪力而不考虑挠曲,配筋按构造要求决定.在荷重特别大的立柱下,或柱距较大的两邻柱的刚性角线不能相交时,那么将立柱下的根底板局部加宽,按单独根底计算及配筋,其间的根底墙只考虑拉结作用不加核算.这样的计算简洁省时,在物理概念上明确合理.过

10、去设计中也常遇到类似的问题,总是局部按弹性地基根底计算,不但计算繁杂费时,在与刚性根底连接处计算理论根据也不一致,在本工程中打破了习惯的计算方法,加快了设计,也解决了采用刚性墙根底而有局部立柱间距过大的问题.宴会厅及大会堂除观众厅西南角根底外,均砌置在砂粘老土层上,根底墙以上的上部结构温度伸缩及抗震要求分隔成假设干独立单元,根底那么相连成整体,最大的连续长度达240米,施工时每隔约30米在西立柱中间留置施工缝,事后浇成整体.观众厅西南角地基为旧河道,地基的处理曾考虑用挖出坏土回填砂石的方法,经与施工负责人研究认为水下挖土困难,不但费用大,并且工期长,因而未采用；也考虑过用矽化法加固地基,由于缺

11、乏加固管材而放弃；又拟打混凝土桩,但打桩事前必须作一系列的准备工作,且打桩消耗工时,再三与有关方面联系研究决定挖出局部上层坏土,下面仍保存两米原坏土,防止了水下施工.根底结构采用了与常委办公楼相同的满堂根底以降低地基压应力.与观众厅西南角相连接的根底墙按土质不同,由沉降差异4厘米所引起的挠曲1560TM进行计算配置纵向钢筋,现场沉降观测说明这种设计举措收获了良好的效果.根底相联不断的优点是可以防止沉降缝的复杂结构,便利设计及施工并可防止结构缝间可能产生的沉降差使上部建筑楼板面上下不平.根底埋置地下不受温度变化的影响.常委办公楼的地基大局部是旧河道,根底下保存一米半厚的河底淤积层,为了防止地基沉

12、降大而引起根底结构过大的内力,根底结构以六道沉降缝分开,根底采用带有刚性墙及根底次梁的满堂根底,根底上部覆盖预制板,其间保持空间不回填土,减轻了结构的重量,使地基附加压力不超过0.65千克/每平方厘米,保证了建筑不产生过大的沉降.?人民大会堂工程结构设计总结?原件*1fi.tmi»-Tr.T-Mj_r>uErhflt-工M£d*MJda-1ylKt4MWTXh.0.4JJ."*"*,*»fMfIr：4tliF4E-Wni.d.WB.n“-JWJfcBfcBEWr1a7_&_OF*r».ae一丁厚.e广*«庭Hi

13、pi-ftriiBMMLtW-,F4yjf-.FTT*"Fl幡-i-fiHMV4*<sliUInq._,-1*工*'"1H-r4frk_WVM|UuwW在荷重大的立柱下,如观众厅台口立柱及挑合后面立柱的根底砌置深度加深一米,因根底以下约5米为砂卵石层,根底降低减薄了砂石层以上压缩层的厚度,平衡由于根底面积大而沉降大的问题.为了减小地下室顶板梁的跨度,地下室另加只承托一层地板结构的小立柱.立柱下作单独根底,估计到大小柱子间由于荷重悬殊,同根底面积的差距可能发生过大的差异沉降,因而适当的增加小柱子下的地基计算压应力,来调整沉降.观众厅台口立柱荷重为3350吨,根底

14、面积为13米见方,根底采用肋梁式结构,由挑梁及底板组成.每立柱根底混凝土用量为370立方米,如作同样高的棱台式实体单独根底,混凝土用量将达520立方米,肋梁式根底节省混凝土量约30%,同时也减小了根底的自重减低了地基的压应力.附图五在根底设计的过程中对方案进行反复的研究,集合了群众的智慧,找出了合理的根底方案,自根底施工开始到全部建筑建造完成,市规划局勘测处进行系统的沉降观测,观测资料说明全部根底沉降是均匀的,施工完竣总的沉降量在34厘米左右,沉降缝量均在估计限制数字之中,这说明所采取的根底形式和举措是妥当和有效的.大会堂的结构设计1 .抗震及稳定性的考虑观众厅结构布置受到建筑条件及方案的限制

15、并不是十分符合理想,首先两侧墙近挑台处的一段,为单排很高的立柱,在侧墙的中部在平面上又形成一个束腰,中间只有单方向梁拉结,侧向刚度不好,为了增强侧墙的横向稳定,在单排立柱的一端布置L形长柱,另一端布置由两根立柱联合组成的工字形立柱,中间以数道一米宽横向刚度较大的梁拉结.对抗震来说观众厅也不是符合理想的体形类似观众厅这样的建筑由于建筑的特性很难改变它的独特的构造形式,再加以中央大厅与观众厅由于稳定性的要求不便分开,中央大厅楼层及柱网布置比拟整洁,结构的连接性好,抗震刚度大；而观众厅结构空旷,楼层参差不齐,立柱分布不均匀,地震力易于集中,也不易准确分析.为了增强束腰在东部与西部间的联接,在单排柱子

16、的拉梁中配置考虑传递地震力的纵向钢筋.在挑台钢梁的后根处布置了一排1X3米巨型大柱.柱子的尺寸根据挑梁后端联结构造上要求,另一方面还承受两层挑台的全部地震力.在结构构造上观众厅与中央大厅联成整体,长度132米中间未置抗震缝或伸缩隙,中央大厅中有两层为走马廊,不便布置伸缩缝；如在观众厅看台挑梁后墙处布置断缝,承托钢挑梁后支座的立柱将成为高达45米的单排柱子,难以维持稳定平衡及反抗由挑台传来的地震力；如在观众厅内安置断缝,那么侧墙立柱将无拉结形成敞口；在台口大梁处与主席台后墙处留缝也不合宜.经与建筑科学研究院进行变形计算与研究认为,由于观众厅的结构构造特点,如该部大部结构为外围建筑所遮蔽,不直接暴

17、露户外等,可以只作施工缝不作伸缩缝.施工时沿132米长度内布置两道施工缝,一道在挑台后墙处,一道在观众厅侧墙中,在侧墙留施工缝处混凝土梁均为矩形断面,无整体混凝土板与之直接连接,此处留缝便于处理,各层梁上留有一米长的施工缝,两星期后补浇成整体.像观众厅这样的建筑平面设计要能较好的符合抗震设计要求是一件比拟复杂的问题,需要结构专业与建筑专业很好的共同合作定出较妥善的方案,从抗震结构的观点出发,观众厅较合理的布置是在侧墙及挑台后墙外布置有楼层板的走廊,使观众厅能以抗震缝与中央大厅分开,形成稳定的独立单元.由于该部结构必须作为整体的必要性,设计工作同志本着敢想敢干的风格,再经从理论及实际情况上分析问

18、题,突破标准圆满地解决了伸缩缝的问题.由于建筑事业的开展,大跨度的结构将会越来越普遍,如果教条地遵守伸缩缝间距不超过50米的限制,大跨度的结构将成为不可能.慎重的解决伸缩缝要求间距大是迫切需要解决的问题.2 .观众厅的屋顶结构观众厅面宽76米,进深60米,屋顶根据建筑排水要求做成具有1/100双面坡度的平顶屋面.承重结构为12根上承式聊接空腹桁架,跨度60.9米、高7米,搁置在台口梁上的一端为滑动支座,另一端为固定支座支承在观众厅后墙大梁上,从钢屋架外力平衡情况看,上承式屋架自重重心在两端支座的下方,较下承式屋架,从使用上及吊装上会稳定的多,桁架上下弦平面内均布置了支撑系统,屋架上弦铺置1.5

19、X6.0米大型预制屋面板.该屋架原设计是拟定双根屋架同时起吊,但由于现场条件的限制改用单板起吊,在第一次吊装时屋架未采取任何加固举措,由于上弦侧向失去稳定而告失败.领导干部、工人、技术人员和设计人员反复研究,在桁架上附加水平钢支架、增强了桁架侧向水平刚度后,顺利吊装就位.3 .观众厅的挑台结构观众厅内上下两层挑台的悬挑梁均为12根抑接实腹钢钺梁,下层挑台容纳约3500观众,梁的悬挑长度16.4米,上挑台容纳约2500观众,梁的悬挑长度为15米,挑梁平面是沿圆弧半径方向布置,各挑梁间以次桁架及工字梁相联接,钢挑梁的下翼缘布置水平支撑使每层挑梁都形成坚强的整体.一般的剧场或礼堂的结构形式,上层观众

20、席的承重结构总是垂直于两面侧墙布置一道大梁,作为主梁,上面再布置悬挑次梁.人大会堂横向宽度76米,限于空间高度不可能作这样大跨度的横梁,经过反复研究决定采用举世无双的大钢挑梁,直接由柱子上伸挑出去.当时有些设计人员疑心,伸挑跨度这样大,后根处平衡倾覆的长度又那样短,在使用时上下两层挑台要坐6千多观众,是否能维持这样大荷重的稳定平衡,几千人在上面活动,钢挑梁是否会颤抖.为了要维持钢挑梁的稳定性,在大厅后墙上布置了十根大立柱,中央大厅局部楼板及上面屋顶的荷重也支承在这排大柱上,使倾复平安系数到达7倍以上.为了防止钢挑梁颤抖采用刚度极大的空腹钢钺梁,保证挑梁尖端在活荷载的作用下挠度不超过1厘米,使观

21、众在上面不会有摇晃的感觉.在钢挑梁的尾端、钢筋混凝土立柱的外面安置钢横闩,增强了结构对横向力的反抗水平,挑梁上为现制钢筋混凝土看台板.上下层钢挑梁的后端伸入观众厅后墙钢筋混凝土立柱中,立柱断面为1X3米,中留有矩型空洞,空洞内上下端均有预留伸出的纵横向钢筋,横向钢筋跨过洞口的宽度,按装钢挑梁前,将留出的横向钢筋从中锯断,与下端留出的纵向钢筋分置两旁、贴近柱身,防止阻碍钢挑梁的吊装,洞口中间两侧也露出立柱钢筋一排以便与另一组横向钢筋焊接,钢挑梁与垫钺锚栓安装就位后,上下端垫以短角钢临时固定排梁位置,将立柱洞孔插铁搬回原位并焊接后,将挑梁支座锚栓用混凝土浇灌连接.支承下层钢挑梁的第一排立柱,为了便

22、于先在现场拼装及吊装屋顶钢屋架,屋架吊装后立即支承看台钢挑梁,采用预制混凝土立柱,立柱与根底以钢钺焊接,钢挑梁安装完毕后预制立柱外围配置钢筋,做现制混凝土套层,增强了结构的整体性.(附图六)4.台口结构观众厅台口跨度34米,上台口钢筋混凝土大梁除承受钢屋架屋顶荷重外,主席台上钢筋混凝土顶盖也支承在该大梁上,台口梁曾考虑过几个方案：(1)钢结构：由于抗震刚度及整体性的要求,主席台屋顶宜采用钢筋混凝土结构,如台口采用钢筋混凝土结构,那么下部结构施工完成后需待钢制台口梁安装就位后才能进行上部混凝土结构施工,工序交叉拖长工期.又钢结构与混凝土结构间的联结性差会减弱抗震的整体性,故未采用.(2)钢筋混凝

23、土桁架：由于建筑按民族风格明间、次间、梢间的要求布置开间,柱网布置不均匀,主席台顶板梁间距不相等,与钢屋架位置关系参差无规律,使桁架吊点布置复杂且桁架钢筋在吊点处交叉集中不易处理,模板构造麻烦,不能配合快速施工,桁架在构造上的另一缺点是腹杆的横向刚度差.(3)空心薄壁梁：结构的荷重及跨度大,相应切力大,根据计算,只中间不长的一段可以作成空心,且两腹板仍需保持一定的厚度,减轻自重的效果不高,施工时内部模板吸水膨胀有破坏腹板的可能,且采用内部模板势必中途安置模板,分层捆扎钢筋,分层浇灌混凝土,施工程序增多.(4)实体钢筋混凝土梁：给于施工单位屡次研究,决定采用实体工字形现制钢筋混凝土梁,实体梁横向

24、刚度大,模板制作及钢筋构造简单.同时在构造布置上需要一片高的隔墙将主席台与观众厅以上局部隔开,虽然混凝土用量较多,施工快,施工质量容易得到保证.采用的上台口梁高9米、肋宽1米、翼宽2米.台口梁上钢屋架每支座的反力为200吨混凝土,屋顶梁每支座反力约130吨,全梁包括自重在内为3700吨,肋部腰筋根据梁自重,按地震力引起的侧向力计算,布置了38根25及38根16钢筋,主钢筋为122根32钢筋,梁按简支计算,在支座处酌加支座钢筋.台口梁与两边2米高的梁相连接,全长76米.在台口梁范围以外留置两条50厘米宽的施工缝,一星期后浇结成整体.梁的体积大,虽然浇打混凝土时在低温的三月初,大梁混凝土的水化热高

25、达45摄氏度,由于梁内肋部配置了适当的腰筋,保证了全梁内未发现任何裂缝.大梁内的钢筋多,断面高大,通常的闭合箍筋不易绑扎,在设计中混凝土施工工长及钢筋工长对钢筋的布置构造提出了很多合理的意见,箍筋采用拼接形式,每圈箍筋分为四段.由上下兜铁及两侧立铁搭接组成,捆扎梁筋时底模上先置下兜铁,主筋安置完毕后再捆立铁.«人民大会堂工程结构设计总结?原件箍筋采用四支箍,中间箍筋宽度为54厘米,使钢筋构造上留出一条通道,工人能在模板里面通行操作,从内部浇捣混凝土,使几百立方米的混凝土能顺利地浇灌到大梁的模板里去.主钢筋横向净间距为6厘米,其中有四处净距较大为9厘米,便于在密排的主钢筋内插入震捣器.

26、由于与施工工人密切的协作,采纳他们的实践经验,观众厅的重点结构取得了高度的质量.下台口梁高4.5米,亦为工字形钢筋混凝土梁.上下台口梁间有竖向及横向钢筋混凝土拉结结构,以固定台口上部的填充墙,为了防止上下台口梁内力互相影响,拉结构件在上下台口梁大局部荷重上齐后再行浇制.承托台口梁的立柱断面每米见方,荷重3350吨,主筋为152根32钢筋,钢筋分为三排布置,立柱纵向主筋最小的间距为12厘米,外排箍筋接头为焊接外圈箍筋用电焊与主筋焊牢,内两排钢筋接头因焊接不易操作采用捆扎搭接接头.宴会厅的结构设计1 .抗震缝的布置由于设计者对抗震设计缺乏经验,在设计时为了满足建筑在国宴厅内不露柱子的要求,将承托钢

27、屋架的柱子分别布置在四个由抗震缝分割开的单元内,在审查人大会堂结构设计时,专家们一致认为这种布置不够妥善,不符合抗震原那么,主要原因是支承钢屋架的四个单元的刚度不一致,在地震作用下它们摆动转动势必各不相同,对于屋顶结构和整个结构的影响必然复杂,难以估计及计算.经过专家们反复讨论最后研究,既能照顾施工进度又能保证地震时结构平安,将钢屋架的四个支座改为固定式.同时沿着四个立柱间的抗震缝将假设干成对的双柱顶上用弹簧箍连接在一起,以减少各单元之间不一致的移动,使结构有一定的整体性和消震作用,同时还不影响各单元之间因温度变化而引起的伸缩变形.较好的方案应该是将支承钢屋架的四个大柱,布置在中间的单元内,再

28、适当的安置抗震缝,也可以满足建筑上不露柱子的要求,也能使每个单元的构造体系比拟简单,无论在温度或地震作用下,内力都比拟容易分析.附图八2 .国宴大厅屋顶的设计国宴大厅屋顶平面呈十字形,中间是48.6X56.2米的矩形面积,外侧为对称伸出的小矩形面积,中间主体局部采用主次桁架的方案.主桁架跨度48.6米、高7米,沿东西方向布置,两个主桁架几乎承托了整个国宴大厅的屋顶.由于荷重大,立桁架上下弦采用了双腹壁的重型断面,每根屋架自重达141吨；次桁架跨度为56.2米、间距6米,以接板与主桁架的立杆相接,在立次钢桁架上下弦平面内布置纵横向支撑,使桁架联接成空间结构.屋顶的全部重量支承在四角上的四个钢筋混

29、凝土立柱上,屋顶中部面积近似正方形,曾考虑用井字桁架结构方案,考虑到井字梁桁架杆件纵横交叉,节点的连续性在结构上不易得到保证,根据理论分析与实际节点构造引起的误差不易估计,且交叉节点构造复杂,安装不便,因而最后采用了主次桁架方案.主桁架为下承式聊接结构,采用下承式的优点是,承托桁架的四个钢筋混凝土立柱,高度较上承式桁架减少7米,因而减低了主柱的地震弯矩应力,主桁架在垂直方向与次桁架相连接,没有由桁架自重重心偏高而引起的本身不够稳定的问题.又主桁架自重大,为了安装方便,只能采用就位拼装,须先从下弦开始组拼,这也迫使必须采用下承式结构方案.承托屋顶结构方案,最初拟在四角的大柱子间再各加两根立柱,厅

30、内那么露出八根立柱,可以使主桁架的跨度减小,后设计组与领导上反复考虑研究国宴厅是接待各国外宾及国际友人的大厅,又是政治活动的场所,应以适用为主,而没有设置中间立柱.3 .国宴厅井字梁楼板的设计承托国宴厅楼板的主梁跨度24米,梁的间距又大为18米,每跨梁上的总荷重为550吨,受到在下面交谊大厅高度及要求的限制,从设计上压缩梁的高度只能做到235厘米附图九、图十.设备专业还要穿行通风道,就在梁肋上开通洞口,结构设计者在能保证平安的前提下,树立“一盘棋的协作思想,千方百计的适应其他专业的要求,到达了完美设计的目的.主梁间的次梁为双向连续井字梁,断面为35X270厘米,由于井字梁是双向连续的,计算复杂

31、费时,梁的边界情况烦琐不易准确计算,又限于设计时间,经分析研究,改用以下简化方案计算附图：井字梁计算荷重利用了设计双向板所用两方向荷重,传递系数表的X值,将两个方向的梁拆开,按分配的荷重分别按单向梁计算,在计算边开间井字梁时,先按三边嵌定再按一边嵌定,后按两对边嵌定考虑荷重传递系数,也取平均值,估计到上述简化方法可能不够准确,将各开间内总荷重加大20%计算.建筑装饰物的安装在过去结构工程师很少注意到建筑装饰物的方面的平安问题,在人大会堂工程中领导特别强调,要结构专业参加研究和在施工中进行检查,有几个问题提出来可以作为今后设计的参考.1 .琉璃屋顶：本工程檐头的琉璃数量很多,分块大,分量重,而且

32、大局部是贴在混凝土檐头板下,经过与安装工人屡次研究决定,在檐头混凝土板中预留6锚铁,绑扎纵横钢筋,在安装时以铅丝或铁钩将琉璃连接在纵横钢筋网上,灌以高标号的砂浆,砂浆起粘贴及保护钢筋的作用.如果砂浆填塞不严,不但失去与结构的粘结作用且不能保护钢筋不被锈蚀,日久琉璃恐会有脱落的危险.在决定琉璃分块时,除考虑拼接的美观问题外还需考虑到如何便于吊挂和灌砂浆.安装琉璃时应待前一皮琉璃内砂浆干硬后,再安装第二皮,以免使第一皮砂浆受震与结构面脱开.附图十一2 .栏杆：本工程大局部都采用铁栏杆,有的栏杆长达24米,在施工中发现栏杆桩埋入混凝土结构深度不够,需要临时加固,造成施工中许多麻烦.在以后设计时应将栏

33、杆柱长度通到结构板面,混凝土板预留两排插铁,安装栏杆后再捆扎水平钢筋,并浇打混凝土.3.灯具：本工程悬吊式天花灯有15种大小约有四百五十个,通过工程实践需要注意以下几点：吊灯与混凝土结构联接受力杆件：参考了“苏联电气安装验收标准对于楼板上预留的吊筋及与灯的主要受力件连接的穿钉要按10倍灯重来计算其断面即K=10,且吊筋与穿钉的规格应该力求简单统一防止发生错误.较重的灯最好吊在梁下,如不能防止必须吊板上时,在板上应加角钢筋等锚固.所有锚固结构应涂防锈漆.灯具中其他受力构件：灯具的设计很大程度上从美观出发,构件比拟灵巧,受力情况属于空间结构、计算复杂、而其牢固程度主要取决于制造时焊接质量,所以我们

34、觉得一种复杂的灯具应先试制一个荷重试验.灯具的设计要由建筑结构及加工厂三方面共同研究设计.设计前的准备工作本工程结构设计工作量大,为了要快速出图配合施工,并且做到设计上的统一,在设计前作了以下的准备工作：统一规定了设计资料.如计算荷载,材料计算强度,地基计算压应力等,并进一步分析规定结构构造材料的组合重量,如檐头、外墙、内墙、须弥座等单位长度的组合重量及单位面积楼板的组合重量等.在计算立柱及根底时更将梁及立柱的折合重量计算在楼板面积内,减少荷重计算工程,使荷重计算简单迅速.统一计算步骤及计算方法.梁及立柱构件设计计算均用标准格式,在印好的表格内逐项填写,不但能节省时间,使计算方法及步骤统一,易

35、于为工作同志所掌握及便于核对及检查.使人大工程全部结构设计计算书均为格式一致,装订整洁的表格.统一结构构造作法.各结构部位如根底、立柱、梁、板、内外墙、过梁等,在尺寸上、构造上及配筋上、抗震锚固等均作了统一规定,做到结构构造的统一化.规定简化计算方法.在垂直荷重及地震力作用下,结构的组合内力经过分析加以简化,使计算简便、不致发生错误,节省时间、加速设计,并使计算有可能表格化.制作专用图表.为本工程做了专用图表例,如立柱断面配筋表,梁板配筋表.考虑地震力组合内力的偏心受压立柱表.由于图表限于专用,规格种类不多.图表极为简明合用,对减少过失,提升设计效率起了一定作用«人民大会堂工程结构设

36、计总结?原件简化绘图方法.本工程一般跨度的钢筋混凝土梁,纵向钢筋采用别离式,解决了当时钢筋工缺乏问题本工程开工时需要一千多钢筋工,当时仅有一百多钢筋工,其余多由“多面手补充,并创造了条件使梁的配筋详图采用1/100比例尺的单线图,不但便利施工,图纸张数较一般的绘图方法减少四分之三.上述统一规定制成手册,每工作同志手执一册,应用以上举措,工作中起了显著的效果,提升设计速度,保证设计质量,使施工图纸正确的、及时的供给施工.简化计算方法人大会堂工程是在边设计、边施工、边修改的条件下进行的,工程结构本身很复杂,工作量又大,设计速度要求快,结构设计计算采用了习惯上常用的简化计算方法,对快速设计起了决定性

37、的作用.在计算垂直荷重的结构内力时,梁按简支连续梁计算,立柱与梁的交接关系按钱接考虑,连续梁又按弯矩一次分配法进行计算,这样就将框架拆成一根一根的连梁来计算,而不是进行一片一片的刚架分析.这样工作量减少很多,同时当局部发生变更时,对连梁只要作局部修改,如按刚架设计就要全部反工,在边设计、边施工、边修改的情况下会产生不可想象的混乱情况,连梁用弯矩一次分配法并考虑到支座处节点塑性的影响简化如下：Na-3h44&5邛长_3一十.二.一才十一-如十一,'.院各启为*Mcp»«Mbii；在迎碉见=0他一吕宏%M混3年叫.任一雌踣申吸:=%*-正凶L3>械据图表由

38、两都摩谡比可直段求出附蓑计算跨中弯矩用的系数2.3,系考虑活荷载的不利情况.当外跨端支座处梁不与立柱整体联接时,2.3系数应考虑为2.5.上面的式子适用于一般对称荷重,或梁上荷重比拟均匀时；半跨荷重过大,半跨荷重过小,梁两端固端弯矩相差较大时不宜使用,在实际情况中本工程中梁的荷重布置几乎全是对称的.当考虑垂直荷重时立柱按中央受压构件计算断面,考虑到上下层立柱可能有的偏心情况及梁端的约束弯矩,在选择截面和配筋时,只使用其负荷水平的80%当考虑地震力与垂直荷重对结构产生的组合内力时,梁内弯矩按下式计算：(4叼5=o*ea(o1依喀>o*onUrasfS)其中系数.83为工作条件最效工*2的倒

39、敛O8为考虑矩舞力时采腌畴荷雅及活Igswte渐漏ifi政.MeJ为重茂林帝静国作用下支座普蛆能.M京为乘用标准存软时池应力作用下的支座期融“在设计过程中为了配合施工进度采取了更简化的计算举措,考虑地震力与垂直荷载组合时,经过对本工程实际结构的分析核算改用下式：为此那么可将地震力引起的弯矩直接叠加到垂直力所引起的弯矩上.无需进行不利情况的比拟.夕俺焙支座鱼驾铜-Mm=0S正哪+mh=口KI内第支座黄弯蝮I外n=0*6M京4MmI正磁饱+Mn=口*6»42技术上的几点经验体会1 .在建筑荷重大而土质又不够均匀的重要建筑,宜采用有刚性根底墙的根底.2 .建筑地基绝大局部为老土层时可采用连

40、续不断的根底结构,在局部松软土层上可用局部增强根底结构的方法解决.3 .当地基情况复杂土质不良,按地基和上部建筑情况将根底用沉降缝隔开,不使根底连续太长.4 .在老土上采用带形根底时,由于结构布置上的限制,在小荷重立柱的下面也可局部采用单独根底,但单独根底上的荷重应计算准确,用调整地基压应力的方法调整与带形根底的沉降差.5 .采用带有刚性墙的根底,当有局部荷重过大或两邻柱刚性角线不相交时,可将柱下局部根底板放宽,按单独根底计算及配筋,根底墙仍连续不断起拉结作用.6 .荷重极大的根底采用肋梁式的单独根底,可节约混凝土用量.7 .设计抗震结构应首先从结构的总体布置及体型上考虑.8 .在不得已的情况

41、下,利用结构构造上所具有的特点,在适当的部位布置施工缝,结构的长度可适当的做长,以多加施工缝的方法来解决混凝土的干缩.9 .利用施工缝解决不做伸缩缝时,施工缝宜留在某跨度的中点,该跨度的梁除按连续性情况考虑外,并按两面悬挑计算,如此那么不但能在补灌施工缝前先行拆模,且即使日后在接缝处产生裂缝亦不致影响平安.10 .体积跨度及荷重极大的梁,在肋部应适当的加多腰部构造钢筋,防止收缩裂缝,保证重点结构的质量.11 .与刚性墙连接的梁应多留施工缝及配置适当数量的构造钢筋,防止由于混凝土收缩而产生裂缝.12 .不仅主体结构本身的设计及施工错误或缺陷会造成平安事故,建筑及设备安装问题,如吊顶、栏杆、通风篦

42、、石膏花饰、墙面贴石、琉璃安装、顶棚吊灯等构造不牢固也能危及平安,结构设计人应在这方面加以注意及重视.13 .在本工程中有局部双柱间的抗震缝原设计为10厘米,由于施工误差,只剩3厘米,设计抗震缝宽度应考虑到施工误差.14 .平面尺度较大的建筑物在设计中虽然已布置了伸缩缝,施工时常为硬质垃圾所堵塞,失去伸缩水平,在温度影响而产生膨胀时推坏填充墙,故伸缩缝必须彻底剔清.15 .大会堂东部正门内采用了悬挑梁式伸缩缝,给设计及施工增加复杂性,钢窗在伸缩缝处加活动套筒.吊顶和墙面处理极为困难,故在有填充墙或门窗的开间中,防止用悬挑梁式的伸缩缝,宜采用双柱伸缩缝.16 .在大跨度的结构中,假设有高而长的填

43、充墙时,除加水平配筋带外,仍须加竖向加劲肋,与上下层混凝土结构连接,增强对填充墙的拉结.17 .钢结构的结构形式尽量简单,最好采用静定结构.设计效果与施工中可能产生的问题均能事先估计到.对制造与吊装均易保证符合设计意图.18 .在采取一定的技术举措后,经常处于常温和静荷载的条件下的大跨度钢结构可以采用抑焊联合结构,既便利制造又可减轻自重,节约钢材.19 .在决定钢结构设计方案时必须考虑吊装方法,采取整体吊装还是高空就位拼装,这对决定结构型式和断面选择都有很大的关系,在整个结构布局上必须考虑到吊装机械的架设问题,免得临时加固措手不及.20 .重要钢结构构件必须在工厂试行组装,然后把钾钉孔径扩至设

44、计直径,尽量防止工地扩孔,以保证质量和提升工效.几点熟悉在短短的十个月内,完成了这样一座工程浩大技术复杂的建筑,是人类建筑史上的奇迹；是胜利贯彻党的“鼓足干劲,力争上游,多快好省地建设社会主义的总路线的范例；是在党的领导下,发动群众,解放思想,敢想敢干,大跃进得到的丰硕果实.对于我们设计人员来说,这不仅仅是一个光芒的历程,也是对我们起着教育作用的活生生的教材.在我们刚接受任务的时候,对于在这样短的时间里完成任务,信心缺乏.由于我们从来没有见过这样的工程,更何况是设计.但是党及时鼓舞了我们,指出了我们应走的道路：解放思想,发动群众,政治挂帅.我们知道,为了迎接国庆十周年,为了向全世界说明中国人民的自豪感,在党的领导下,一定能完成这个任务.因此当我们开始设计的时候,由于施工的急迫,六天要出根底图