李暢

摘要：中國黑茶博物館坐落在湖南省益陽市安化縣城東面、資江南岸的黃沙坪古茶市，是安化縣實施綠色崛起，大力推進茶旅文一體化發(fā)展的重要文化旅游項目。博物館采用中國傳統(tǒng)樓閣式建筑風(fēng)格，包含3個展區(qū)，分別展示中國“黑茶之鄉(xiāng)”、茶馬古道起點之一的安化縣人文歷史、中國古代黑茶的銷售販運沿革，以及數(shù)百年來的生產(chǎn)工藝變遷，是全國唯一的黑茶專題展示博物館，融收藏展示和觀光旅游于一體，是中國黑茶之鄉(xiāng)的標(biāo)志性建筑。

關(guān)鍵詞：傳統(tǒng)風(fēng)格建筑;挑檐;空間設(shè)計;結(jié)構(gòu)設(shè)計

1 工程概況

中國黑茶博物館占地面積約10畝，設(shè)有一層地下室，地面以上主樓為9層，建筑高度38.5米;主樓南側(cè)為兩層四合院裙樓，與主樓間設(shè)縫斷開。該項目總建筑面積6250平方米，人行可通過樓梯、電梯到達8樓（標(biāo)高32.250m）。設(shè)計完成時間為2012年，2015年竣工并對外開放。

2 建筑特點

主樓平面對稱布置，一～四層平面尺寸為28.2X28.2m，五～八層為24.6X24.6m～21.0X21.0m，八層以上平面尺寸逐層縮進，至頂層變化為6X6m的四個框架柱升至屋面，形成十字形屋脊八坡屋頂。主樓共設(shè)置3層斗拱系列重檐，檐口標(biāo)高分別為20.850m、32.250m和37.680m，最上面重檐懸挑長度最大、構(gòu)造最復(fù)雜。主樓頂平面9.6X9.6m十字形正屋脊標(biāo)高為44.920m，通過四周懸挑1.8m完成屋面造型。

主樓采用鋼筋混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu)（在樓、電梯布置適當(dāng)剪力墻），結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限為50年，結(jié)構(gòu)安全等級為二級，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)1.0。建筑抗震設(shè)防類別為丙類，抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計基本地震加速度0.05g，設(shè)計地震分組為第一組，工程場地類別Ⅱ類，設(shè)計特征周期0.35s，基本風(fēng)壓0.30kN/㎡。主樓主體框架、剪力墻抗震等級均為三級（框架部分承受的地震傾覆力矩大于結(jié)構(gòu)總地震傾覆力矩的50%）。

3 結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析

3.1 結(jié)構(gòu)方案設(shè)計

一～三樓為黑茶展示區(qū)，平面對稱布置，采用48根600X600mm方形混凝土柱;四樓（標(biāo)高13.350m）開始主體周邊退柱，退柱后四樓樓面周邊形成觀景露臺，四樓以上主樓采用24根?550圓形混凝土柱。從建筑剖面圖（圖2）可以看出，受建筑立面造型限制，主樓周邊柱子除在四樓收進外，往上分別收進至每層重檐斜板處，造成部分豎向構(gòu)件不連續(xù)。建筑設(shè)五層、七層和九層為暗層，結(jié)構(gòu)在暗層設(shè)置平層樓面梁進行轉(zhuǎn)換，梁上柱作為上一層挑檐結(jié)構(gòu)的支撐，其截面尺寸為?400。

第一層重檐下新增16個圓柱，生根于四樓露臺，柱下設(shè)置400X500mm十字交叉平層梁，共同承擔(dān)其以上的圓柱和屋檐體系。第二層重檐下新增加的柱，通過在五樓的四角及四邊設(shè)置400X770mm轉(zhuǎn)換梁，與角部大梁和四邊挑梁連為整體，共同承擔(dān)豎向荷載和重檐斜板產(chǎn)生的水平荷載。第三層重檐利用下層升上來的梁上柱和主樓本身框架柱，完成挑檐的結(jié)構(gòu)支撐。（圖3）

3.2 結(jié)構(gòu)整體分析

由于建筑造型要求，建筑周邊柱有四次退柱，豎向構(gòu)件不連續(xù)，當(dāng)采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)時，用SATWE軟件進行結(jié)構(gòu)整體內(nèi)力分析計算，結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度不足，周期較長，位移角超限，因此，結(jié)合樓、電梯間及周邊合適位置設(shè)剪力墻。而受建筑布局影響，實際該工程能設(shè)剪力墻的位置有限，設(shè)計中通過將建筑周邊梁系加強，提高結(jié)構(gòu)整體剛度，讓各項指標(biāo)滿足規(guī)范要求。

3.3 重要部位加強措施

根據(jù)對結(jié)構(gòu)整體計算結(jié)果的分析，著重對關(guān)鍵部位、薄弱部位進行加強處理，措施如下：

3.3.1 由于結(jié)構(gòu)整體為頭重腳輕，且扭轉(zhuǎn)周期與平動周期接近，說明其抗扭剛度較弱，故在適當(dāng)位置增加剪力墻的同時，又增加外圍連系梁的剛度，提高空間結(jié)構(gòu)的整體性。

3.3.2 傳統(tǒng)風(fēng)格建筑上層平面一般在下層平面之上做若干變化，外檐柱較下層收進是最常見的做法，收進位置處通常采用托柱轉(zhuǎn)換的節(jié)點形式形成傳力路徑。本工程采用的平層托柱梁按轉(zhuǎn)換梁要求設(shè)置腰筋和箍筋，加強對應(yīng)層樓板，通過托柱梁和樓板的彎剪受力來傳遞上部荷載。

3.3.3 外挑檐一般設(shè)于層中位置，挑檐梁與樓層梁將建筑周邊柱變成了短柱，在地震作用下很容易發(fā)生剪切破壞從而造成結(jié)構(gòu)破壞甚至倒塌。本工程采用深梁把錯層樓板連接在一起，擴大了與深梁相連的圓柱節(jié)點核心區(qū)范圍，一方面把因錯層形成的短柱包括在節(jié)點核心區(qū)范圍之內(nèi)，避免了短柱造成的不利影響，另一方面也提高了梁柱節(jié)點核心區(qū)的抗剪承載力。而對于不可避免的短柱，為了提高柱的承載力或變形能力，采取箍筋全高加密、加大箍筋截面等抗震構(gòu)造措施。

4 關(guān)鍵節(jié)點設(shè)計

大挑檐設(shè)計

對傳統(tǒng)風(fēng)格的建筑而言，建筑周圈的大挑檐無疑是設(shè)計的一大難題，由于結(jié)構(gòu)檐口檐椽尺寸及間距需滿足建筑造型要求，若仍采用以往設(shè)計方法，會導(dǎo)致施工難度大，工程質(zhì)量不易保證。

該項目采用了鋼筋混凝土預(yù)制椽方，既可以批量制作，又可以避免椽與板整體澆筑帶來的施工難度，可加快工程進度，提高施工質(zhì)量。椽尺寸及間距根據(jù)建筑設(shè)計要求，根據(jù)不同的長度規(guī)格分批預(yù)支。椽預(yù)留與板相連的箍筋，與挑檐疊合板鋼筋連接，整體受力，有很好的疊合能力，對于過大的外挑長度挑檐板，可減小板厚，減輕樓板自重，讓結(jié)構(gòu)設(shè)計更經(jīng)濟與安全。

5 結(jié)語

5.1 傳統(tǒng)風(fēng)格建筑往往限制了結(jié)構(gòu)構(gòu)件布置和截面的選取。外挑檐在樓層中間位置設(shè)置、豎向構(gòu)件的不連續(xù)，使得結(jié)構(gòu)豎向分布沒有明確的分層概念而是連為一個整體，所以應(yīng)按空間結(jié)構(gòu)模型整體計算分析。

5.2 對空間結(jié)構(gòu)而言，主要針對位移大小及分布情況進行整體指標(biāo)控制，盡量保證兩方向剛度分配均勻，并提高結(jié)構(gòu)的抗扭剛度，同時確保結(jié)構(gòu)外圍豎向構(gòu)件的位移滿足要求。

5.3 結(jié)構(gòu)體型收進容易導(dǎo)致豎向剛度不規(guī)則，對抗震不利，豎向構(gòu)件內(nèi)力也會明顯增大，層間位移會有突變。對此問題，應(yīng)盡量避免收進尺寸在某層過大（可逐層收進），加強豎向構(gòu)件配筋。

5.4 椽與挑檐板有很好的疊合能力，兩者可以整體受力，對于挑檐挑出長度過大的挑檐板，按疊合板設(shè)計可以減小板厚，減輕自重。

5.5 對于柱頭截面“收分”影響，可考慮增加抗震墻，使大部分地震作用由抗震墻承擔(dān)，避免柱頭‘“收分”造成的強度、剛度突變。

5.6 該工程斗拱采用混凝土預(yù)制，不受力，作為裝飾構(gòu)件。因混凝土自重大，在滿足自身強度和連接要求的前提下，盡量采用輕質(zhì)材料，如泡沫混凝土、GRC預(yù)制件。

參考文獻：

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