探討了大型鋼結構廣告牌設計和施工的一些特點（diǎn），對進（jìn）一步改進和完善這一新型建築物具有一定的參考（kǎo）價值。

　　關（guān）鍵詞：鋼（gāng）結（jié）構 廣告（gào）牌設計 施工

　　引言

　　近年來，隨著我國改革開放的不斷深入，經濟建設得到（dào）了迅速（sù）的發展，伴隨而（ér）起的廣告業（yè）也日益興旺。因而，在（zài）廣告牌結構設計中，對其（qí）造型、規（guī）模及效益等（děng）方麵的要求也不斷提高。大型廣告（gào）牌（pái）屬（shǔ）永（yǒng）久性（xìng）建築物，其位（wèi）置一般處在公共場所、繁（fán）華鬧市地帶，並且多數是建在已建建築群中，因此，在滿足廣告效果的前提下，其結構的安全性尤其（qí）重要。另（lìng）外，其基礎工程的（de）施工（gōng）一般受鄰近已建建築（zhù）物的製約影響比較大。本文根據某火車站站前廣場兩側的廣告（gào）牌結構工程設計及實際（jì）施工的經驗，對大型鋼結構廣告牌結構設計和施（shī）工特點作一些探討。

　　工程概況該廣告牌位於某火車站站前廣場（chǎng）東西兩側花壇內，花壇寬為3m，其一（yī）側為混凝土澆築的廣場，另一側為（wéi）素混凝土路麵。根據現場鑽（zuàn）探資料，工程場地的土層自上而下分為三層：表層為填土(Qm1)，層厚為（wéi）2.5～2.7m，含碎磚塊、塊石（shí）及有機質（zhì）等，其靜力觸探比貫入阻力PS=0.83～3.65MPa，承載力fk=60～80kPa，壓縮模量ES=3.0～3.5MPa，該層填土土質鬆軟，結構鬆散，軟硬不均，強度低，未經處理不宜作（zuò）建築物的基礎持力層;第二層為粉質粘土(Qm1+p1)，層厚為0.3～2.0m，含少量的氧化鐵，其靜力觸探比貫入阻力（lì）PS=0.83～1.85MPa，承載力（lì）fk=90～150kPa，壓縮模量ES=4.5～6.8MPa;第三層為粘土(Qm1+p1)，位於（yú）離地麵（miàn）4m以下，該層未鑽穿，土質呈（chéng）硬塑狀態（tài），含大（dà）量（liàng）的（de）氧化鐵及鐵錳結核，其靜力觸探（tàn）比（bǐ）貫（guàn）入阻力PS=3.48～5.10MPa，承載力（lì）fk=250～360kPa，壓（yā）縮模量ES=10.5～15.0MPa，該層粘土（tǔ）分布麵廣，厚度大，強度高，是良好的基礎持力層。工程場地內的地（dì）下水（shuǐ）類型主要為埋藏於表層填土中的上層滯水（shuǐ），地下水主要受大氣降水及地表水入滲補給，水位、水量均受氣候變化影響。

　　設計要求該廣告牌由18m高的獨立鋼柱離地麵12m後（hòu）撐起6×18m的矩形鋼結構廣告燈箱（xiāng）。該地區基本風壓為w=0.3kN/m2，地震設防裂度為7度。

　　廣告牌結構設計

　　結構型式的選擇獨立鋼柱大型鋼結構（gòu）廣告牌的主體結構，目前常采用的形式有兩種：一（yī）種為T型，其（qí）主骨架（jià）由一根獨立鋼柱和上部（bù）一根橫向主梁（liáng）呈T型焊接而成（chéng），該體係主體結構受力明確，計算簡單，由立（lì）柱頂上焊接一根橫梁形成固（gù）結於地基上（shàng）的T形剛架（jià）結構體係，廣告（gào）燈箱（xiāng）麵板通過各掛件及斜（xié）撐與T形剛（gāng）架結構相連。另一種（zhǒng）為（wéi）桁架式，其主骨（gǔ）架由一根獨立鋼柱（zhù）和（hé）上部幾道（dào）相（xiàng）互平行的橫向主梁焊接而成，主梁之間由水平及斜向支撐連接（jiē），形成空間桁（héng）架體係，廣告（gào）燈箱直接掛靠在主骨架上。

　　經（jīng）過比選，該廣告牌結構（gòu）型式采用桁架式。其（qí）理由是：第一，廣告牌結構的控製設（shè）計荷載是風載，風壓直接作（zuò）用在麵板上，再由麵（miàn）板傳至骨架，此時，在不同高程上的幾道主梁可把風載較均勻地傳至立柱，因而可減小主梁與立柱連接處的應力集中（zhōng）;其次，平行式桁架結構主梁采用槽鋼，使結構外（wài）形平整，便於廣告麵板掛靠，並可加強麵板與主骨架的連接（jiē），從而減小了麵板的變形，以確保廣告麵的（de）感觀效果;第三，平行式桁（héng）架結構（gòu），可（kě）在每道主梁高程設置內檢修梯，這樣（yàng）給結構的維護、檢修及掛、卸廣告布帶來（lái）了（le）極大的方便，且保證（zhèng）了操作人員的人身安全;除此之（zhī）外，平行（háng）式桁架結構，形式簡潔（jié）

　　、美（měi）觀（guān），受力明確，節點構造簡單，施工方便，從而能保證施工質量。

　　結（jié）構布置本工程采用獨立鋼結構圓柱，通（tōng）過節點板在三個不同高程搭焊三道橫向主梁，主梁（liáng）之（zhī）間設置橫隔梁和斜向支撐，形成空間桁架受力體（tǐ）係，主、橫梁間距主要考慮廣告麵板骨架網格的（de）布（bù）置，並（bìng）使麵板骨架節點與主骨架節點相一致（zhì），以加強麵板（bǎn）與（yǔ）主骨架的連（lián）接。廣告牌麵板的自身骨架掛焊在主體結構上，形成整體上部（bù）結構。主梁選用槽（cáo）鋼（gāng），其（qí）他構件均選用角鋼，型號按構件的強度和變形條件（jiàn）選取。鋼立柱截麵（miàn）的選取，除（chú）考慮其強度及穩定性外，還要綜合考（kǎo）慮廣（guǎng）告牌整體尺寸協調及美觀等方麵的因素。

　　結構分析

　　荷（hé）載和荷載（zǎi）組合結構承受的主要荷載有（yǒu）：1)自（zì）重;2)風（fēng）荷載;3)溫度荷載（zǎi）;4)檢修（xiū）活載;5)地震荷載。

　　荷載組合有三類：1)基本組合;2)特殊組合;3)施工吊裝。

　　應力分析（xī）由（yóu）於鋼立柱（zhù）為壓彎構件，其承載力取決於柱的長細比、支承條件、截麵尺寸以及（jí）作用於柱上的荷載等，計算表（biǎo）明，鋼立柱的承載力一般（bān）由穩定控製。

　　上部結構的主梁可簡化為剛結或鉸結（jié）在鋼立柱上的懸（xuán）臂結構，主梁之間由橫梁及斜撐鉸結形成空間平行組合桁架。內力計算采用有限元程（chéng）序在計算機上完成。

　　根據鋼結構設計（jì）理論，對接焊縫在截麵不減（jiǎn）小的情況下（xià），其強度可達到母材的強度，因而無需驗算焊縫應力（lì），但應嚴格檢查焊（hàn）縫質量及（jí）飽滿度。上部桁架杆件間的連接（jiē）主要是角（jiǎo）焊縫

　　焊縫（féng）承受杆（gǎn）件間的應力傳遞，其受（shòu）力大小已由上部結構計（jì）算得出（chū），對廣告牌之（zhī）類結（jié）構，上部結構杆件受（shòu）力一般不大，為施焊方便，可（kě）用圍焊，並統一取焊腳尺寸為hf=10mm，可滿足規範（fàn）要（yào）求;但對廣告牌麵板骨架與主骨架掛點處焊接須逐一核算。

　　變位控製

　　廣告（gào）牌立柱（zhù）高18m，在水平風載作用下會產生順風向水平位移，上部結構為懸臂桁架，在風載及自重作用下，懸臂端部（bù）也會產生相應的變位，如果這些變位過（guò）大，將直接影響到（dào）廣告牌的使用及感觀效（xiào）果，重要的是，這些變位還將引起附加內力，增大結構（gòu）內部的應力，降低結構的安全（quán）性，為此，在廣告牌設計中應嚴格限製變位。根據（jù）《鋼結構設計規範》(GBJ17�88)的規定，廣告牌（pái）水平向設計變位應控製在10mm以內為宜。

　　基礎工程設計

　　基礎型式及（jí）布置（zhì）作為該類型廣告牌的基礎型式主要有（yǒu）兩種：一種是平衡重力式（shì），即上部荷載主（zhǔ）要由大體積基礎重力來平衡，開挖方量大（dà），混凝土用量也較多，但施工簡單，節省（shěng）鋼材，適宜在土質鬆軟且（qiě）有開闊的施工場地時利用。另一種為樁基式，其中（zhōng）又以擴孔樁為主（zhǔ），該類基礎（chǔ）可（kě）在施工場地受限的情況下（xià）采用，其優點是基礎施工場麵很小，混凝土用量僅為平（píng）衡重力式（shì）基礎的三分之一左右，但施工難度（dù）略有增大。

　　由於本廣告牌（pái）建在某火車站站前廣場兩側花壇內，花壇（tán）寬僅3m，若放坡開（kāi）挖基坑，勢（shì）必（bì）破壞兩側的廣場混凝土地坪和水泥混凝土路麵，其修複工（gōng）程（chéng）造價可觀，還（hái）可能破壞地下埋管（guǎn），經（jīng）綜合比較，選用了人工挖孔擴底樁基礎，使基坑開挖隻限在（zài）花壇內進行。為（wéi）了減小孔壁支護的困難，基礎上部4m深範（fàn）圍內（nèi）(表層填土和第二層粉質粘土)不擴孔，采用直徑為1.5m的（de）圓孔;從4m深以下(第三層粘土（tǔ）)開始擴孔，以增大基底的受荷麵積（jī），來滿足地基承載力要求。基底采用方形（xíng），尺寸為3×3m，總孔深為6m，基礎底下設置十（shí）字正交齒牆，以增強基礎的（de）抗扭和抗剪（jiǎn）切能力。

　　樁基礎結構計算在樁基礎（chǔ）結構（gòu）計算中（zhōng），采用C法和m法兩種計算方法。結果表（biǎo）明，兩種方法計算結果比較

　　一致（zhì），樁身最大彎矩（jǔ）出（chū）現（xiàn）在距（jù）地麵62mm(m法為82mm)處（chù），樁頂最大水平位（wèi）移為4.86mm(m法為4.78mm)。樁身材料強度和配筋計算，按一般鋼（gāng）筋混凝土結（jié）構的偏心受壓構件進行。

　　基（jī）礎設（shè）計須考慮軸力、彎矩、扭矩等不同組合的（de）作用，以保證基礎本身的強度、剛度及地基的承載力和抗剪強度均滿足規（guī）範（fàn）要求。

　　施工工藝

　　基（jī）礎工程根據現場地形、地質條件，本基礎采用人工挖孔擴底樁，基礎底麵置於第三層粘土中。基坑開挖時，采用孔壁支護和排水措（cuò）施，以確（què）保樁孔成形和施工人員的人身安全。基坑開挖完成並（bìng）經驗槽後（hòu），立刻鋪設100mm厚碎石墊（diàn）層，吊放鋼筋骨架，並及時澆（jiāo）築基礎混凝土，預埋錨固螺栓，鋪（pù）設基礎頂部鋼筋加強（qiáng）網，在澆至設計標高（gāo）時，其頂麵需用20mm厚1：3水泥（ní）砂漿找平，然（rán）後加（jiā）蓋螺栓定位及墊座（zuò）鋼板。待基礎混凝土養護到規定齡期，需對預埋螺栓（shuān）進行抗拔試（shì）驗，以確認螺栓的抗拔承載力是否滿（mǎn）足設計要求。

　　鋼結構工程所有鋼結構構件的連接均采用焊接，上部結構均采用工廠化生產。鋼柱用鋼板在（zài）工廠卷焊而成（chéng），上（shàng）部（bù）桁架（jià）結構可在工廠拚焊（hàn）;當梁柱主骨（gǔ）架焊接完成，形成整體上部結構時，應做適當的加載試驗，以驗證焊（hàn）縫的質量和主骨架的強度;廣告牌麵板骨架和鍍鋅鐵皮麵板拚接好（hǎo）後，可（kě）在地麵直接掛焊到主骨（gǔ）架上，以便校正麵板表麵的不平（píng）整度，控製（zhì）上部結（jié）構整體外觀（guān）效果（guǒ）。

　　吊（diào）裝定位廣告牌的立柱和上部結構在工廠製成後，運往現場進（jìn）行整體對接。在地麵形成的整體廣告牌，可用兩台吊車從頂、底兩個吊位進行整體起吊安（ān）裝，在（zài）廣告吊裝就位後，用兩台經緯儀從相互垂直的兩個方向進行糾斜、定位。每個（gè）方向的垂直（zhí）度宜控製在h/2000(h為廣告牌高度)以內，且（qiě）小於20mm.螺栓定位緊固（gù）後，宜在適（shì）當時機，澆築素混凝（níng）土密封，以防螺栓外露鏽蝕。

　　本文提及的廣告牌建成後，經過數次台風考驗，其垂直度（dù）和變位均滿足（zú）規定要求，而其總造價比同類廣告牌節省了20%，現已投入商業使用。

　　結束（shù）語

　　大型鋼結構廣告牌是在改革開放的經濟大潮中產生的新型結構物，具有（yǒu）較強的生命力。大型鋼結構廣告牌的上部結構構件尺寸，主要受變形、穩定和外觀效果控製。對受已建建築物約束的大型鋼結構廣告牌，挖孔（kǒng）樁基礎是比較安全且經濟的基礎形式之一。