某五星级酒店结构设计浅谈

李毅

1. 引言

上世纪九十年代末及二十一世纪初以来，一批批现代高层建筑以全新的面貌呈现在人们面前。业主和设计者为在建筑艺术、建筑造型新颖以及建筑多功能、多用途等方面体现其创新，创造出了众多体型复杂和内部空间多变的高层建筑。本文结合某五星级酒店的设计，对复杂高层建筑的结构设计进行分析。

2. 工程概况：

本项目位于佛山市某河流北侧，是一座二十六层高，集住宿、会议、餐饮、娱乐等于一体的五星级标准大型商务酒店。其中设地下室一层，地下建筑面积约1.2万平方米，主要是车库与设备用房。首层至五层为裙楼部分，主要是各种功能配套，六层以上为酒店客房。

3. 结构设计分析：

由于场地条件限制，方案设计时项目只能东西方向布置成长条形，使得整个建筑物总长超过180米。在此方案的基础上，根据规范要求又方便结构计算，就将酒店分为左，中，右三个塔楼用两条变形缝来连接（如下图所示）。

酒店左侧塔楼为五层高的裙楼部分，主要功能为对外娱乐营业用房，采用框架结构，结构计算时主要以大板为主，计算荷载有一定的预留空间，以备后续二次装修时的设计与施工。

酒店中间塔楼五层以下主要是中、西餐饮、宴会、会议及后勤等功能。六层以上为客房。此处二层宴会厅因需要大空间效果，宴会厅顶（即四层楼面）形成了二十五米左右的大跨度屋面。而屋面又需作为网球场来使用，综合使用功能及结构受力来考虑，设计时比较分析了普钢结构、预应力混凝土梁结构、型钢混凝土梁结构及钢-混凝土楼板组合结构等几种屋面结构体系，最终，根据建设单位要求，采用了钢-混凝土楼板组合结构来实现此处宴会厅大跨度屋面结构。

根据计算钢梁的受力情况：主梁Mmax=5900 KN·m； Nmax=801 KN；

估算主梁尺寸：H1200X400X20X25

次梁尺寸：H500X200X14X18

I1=943895.83 cm3；W1=15731.59 cm4； S1=430cm2；

复核计算：

1） 砼-钢组合性能计算：

a） 砼的有效宽度：be=2×b2+b0

b2取S0/6与hc1×6中的较小值

S0/6=（3200-400）/6=467

hc1×6=150×6=900

b0=400

be=2×467+400=1334mm=133.4cm

砼：1334×150 I2=133.4×15×15×15/12=37518.75 cm4

W2=37518.75/7.5=5002.5 cm3

S2=133.4×15=2001 cm2

b） 组合中轴线位置（Y）：总面积 S=430+2001=2431 cm2

Y=（430×60+2001×127.5）/2431=115.56 cm

c） 组合惯性矩：I=943895.83+37518.75+430×55.56×55.56+2001×11.94×11.94=2594057.19 cm4

d） 最小剖面模数：W=2594057.19/115.56=22447.71 cm3

2） 钢梁的最大应力： σ=M/W=5900KN·m/22447.71cm3=262.83 N/mm2 <295N/mm2； 以上均滿足要求

3） 设计时注意组合梁的受力可分为以下三个阶段：

阶段一：施工阶段一（设置临时支撑时）。

考虑到钢梁的跨度较大，且施工过程中上面的钢筋混凝土板的作用尚未能发挥，因此施工时在钢梁下约1/3梁跨处分别设置两个可靠的刚性临时支撑，待屋面现浇混凝土楼板达到100%设计强度后再拆除。

阶段二：施工阶段二（临时支撑撤掉时）。

当屋面现浇混凝土楼板达到100%设计强度时，撤掉两个临时支撑，此时应把原临时支撑的反力反向作为续加荷载作用在组合梁上，并计算其内力及变形。此阶段内钢梁受力按单跨简支梁考虑，该集中力产生的内力由钢梁与混凝土板共同作用的组合梁截面承受。组合梁在施工阶段（混凝土凝固之前），应验算其整体稳定性。为提高钢梁的稳定承载能力，其端部支承处应采取相应的措施，以防止其端部截面的扭转。因此，在施工过程可采用加设侧向支承的方式，来保证钢梁的整体稳定，安装就位的次梁也可起到相同的作用。

阶段三：使用阶段。

楼板（包括主梁支座后浇区）混凝土达到强度设计值以后为正常使用状态阶段。使用阶段的组合梁须进行挠度验算。组合梁的挠度，应按荷载的短期效应组合，并考虑永久荷载的长期作用的影响，满足钢结构规范《GB50017-2003》的相关规定。

小结：钢-混凝土组合梁具有强度高、刚性大，以及良好的延性和耗能性能的特点，应用在大跨度的梁系结构中，是比较经济合理的。

酒店中塔楼六层以上为客房，整个客房部分为单廊式的布置。为体现全景式客房理念，设计时整个客房部分形成长条形的体型。为满足结构计算和各项指标要求，剪力墙布置充分考虑了两个方向的刚度影响，但又不能影响五层以下的空间使用。最后采用在六层楼面将剪力墙基本转换掉的高位转换结构体系，转换柱大小约为1400X1700，转换梁尺寸约为1400X2000。

酒店右塔楼主要是大堂入口部分，为满足建筑立面、空间及功能要求，需做成四层高的大空间，十五米大跨度结构。大堂上部（即五层屋面）又要求做游泳池和屋顶花园。因为空间足够，综合对比和考虑后结构采用了钢筋砼梁板结构，由于屋面泳池下方就是酒店大堂，为了防水考虑，此处结构做了两层楼板，并做了两层防水，梁高最高达到1700mm。

4.结论

大型的酒店设计要充分考虑建筑的功能使用和空间要求，会使结构设计的难度加大，结构的形式也会更加多样化，同时对结构设计人员的综合素质也有更高的要求，需要我们在平时的设计过程中运用专业技术能力不断的积累各种经验，不断学习和创新，才能更加适应社会的发展和时代的变迁。

参考文献：

[1] 徐培福，复杂高层建筑结构设计.北京：中国建筑工业出版社，2005.

[2] 唐新荣，高层建筑转换层结构设计与施工，北京：中国建筑工业出版社，2002.

[3] 刘维亚，钢与混凝土组合结构理论与实践，北京：中国建筑工业出版社，2008.