探討了大型鋼結構廣告牌設（shè）計（jì）和施工的一些特點，對進一（yī）步改進和完善這一新型建築物具有一定的（de）參考（kǎo）價值。

　　關鍵詞：鋼結構 廣告牌設計 施工

　　引（yǐn）言

　　近（jìn）年來，隨著我國改革開放（fàng）的（de）不斷深入，經濟建設得到了（le）迅速的發展，伴隨而起的廣告業也日益興旺。因而，在廣告牌結構設計中，對其造型、規模及效益（yì）等方麵的要求也不（bú）斷提高。大型廣告牌屬永久性（xìng）建築物，其位置一般處在公共場所、繁華（huá）鬧市地帶（dài），並且多數是（shì）建在已建建（jiàn）築群中，因此，在滿足廣告效果的（de）前提下，其結構的安全性尤（yóu）其重要。另（lìng）外，其基礎工程（chéng）的施工一（yī）般（bān）受鄰近已建建築物的製約影響比較大。本文根據某（mǒu）火車站站前廣場兩（liǎng）側的廣告牌結構（gòu）工程設計（jì）及實（shí）際施工的經驗，對大型鋼結構廣告牌結構設計和施（shī）工特點作一些（xiē）探討。

　　工程概況該廣告牌位於某火（huǒ）車站站前廣場東西兩側花壇內，花壇（tán）寬（kuān）為3m，其一側為混凝土澆築的（de）廣場，另一側為素混（hún）凝土路麵。根據現（xiàn）場鑽探（tàn）資料，工程場地的土層（céng）自上而下分為三層：表（biǎo）層為填土(Qm1)，層厚為2.5～2.7m，含碎磚塊、塊（kuài）石（shí）及有機質等，其靜力觸探比貫入阻力（lì）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（sōng）軟，結構鬆散，軟硬不均，強度低，未（wèi）經處理不宜作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PS=0.83～1.85MPa，承載力fk=90～150kPa，壓縮模量ES=4.5～6.8MPa;第三（sān）層為粘土(Qm1+p1)，位於離地麵4m以下，該層未鑽穿，土（tǔ）質呈硬塑狀態，含大量（liàng）的氧化鐵及鐵錳結核，其靜力觸探比貫入阻力PS=3.48～5.10MPa，承載力fk=250～360kPa，壓（yā）縮模量ES=10.5～15.0MPa，該層粘土分布麵廣（guǎng），厚度大，強度高，是良好的基礎持力層。工程場地內的地下水類型主要為埋藏於表層填土中的上層滯水，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（huà）影響。

　　設計要求該廣告牌由18m高（gāo）的獨立鋼柱離（lí）地麵12m後撐起6×18m的矩形鋼結構廣（guǎng）告燈（dēng）箱。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（gòu）設計

　　結構型式的選擇獨（dú）立鋼柱大型鋼結構廣告牌的主體結構，目前常采用的形式有兩種（zhǒng）：一（yī）種為T型，其主骨架由一根獨立鋼柱（zhù）和（hé）上部一（yī）根橫向主梁呈T型焊接而成，該（gāi）體係主體結構受力明確，計算（suàn）簡單，由立柱頂上（shàng）焊接一根橫梁形成固結於地基（jī）上的T形剛架（jià）結構體係，廣告燈（dēng）箱麵板通過各掛件及斜撐與T形（xíng）剛（gāng）架（jià）結構相連。另一種為桁架式，其（qí）主骨架由一根獨立鋼柱和上部幾道相互平行的橫向（xiàng）主梁（liáng）焊接而成，主（zhǔ）梁之間由水平及（jí）斜向支撐（chēng）連接，形成空間桁架體係，廣告燈箱直接掛靠在主骨架（jià）上。

　　經過比選，該廣（guǎng）告牌（pái）結構型式采用桁架（jià）式。其理由是：第一，廣告牌結構的控製設（shè）計荷載是風載，風壓直接作用在麵板上，再由麵板傳至骨（gǔ）架，此時（shí），在不同高程上的（de）幾道主梁可把風（fēng）載較（jiào）均勻地傳至立柱，因（yīn）而可減小主梁與立柱連接處的應力集（jí）中;其次，平行式桁架結構（gòu）主梁采用槽鋼，使結（jié）構外形平整，便於廣告麵板掛靠，並可加強麵板與主骨架的連接，從而減小了麵板的（de）變形，以確（què）保廣告麵的感觀效（xiào）果;第（dì）三，平行式桁架結構，可在（zài）每道主梁高程設置內檢修梯，這（zhè）樣給結構的維護、檢修及掛、卸廣告布帶（dài）來了極大的方（fāng）便，且保證了操（cāo）作人（rén）員的人身安全;除此之外，平行式桁架結構，形式（shì）簡潔

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

　　結構布置本工程采用獨立鋼結構圓柱，通過節點板（bǎn）在三個不同高程搭焊三道橫向主梁，主梁之間設置橫隔梁和斜向支撐，形成空間（jiān）桁（héng）架受力體係，主、橫梁（liáng）間（jiān）距主要考慮廣告麵板（bǎn）骨架（jià）網格的布（bù）置，並使（shǐ）麵板骨架（jià）節點與主骨架節（jiē）點相一（yī）致，以加強麵（miàn）板與主骨架的（de）連接。廣（guǎng）告牌麵板（bǎn）的自身骨架掛焊在主（zhǔ）體結構上，形成整體上部結構。主梁選用槽鋼，其他構件均選用角鋼，型號按構件的強度（dù）和變形條件（jiàn）選取。鋼立柱截麵的選取，除考慮其（qí）強度及穩定性（xìng）外，還要綜合考慮廣告牌整體（tǐ）尺寸協調及美觀等（děng）方麵的因素（sù）。

　　結構分析

　　荷載和荷（hé）載組合結構（gòu）承受的主要荷載有：1)自重;2)風荷載;3)溫度荷載;4)檢修活載;5)地震荷載。

　　荷載組合有三類：1)基（jī）本組合;2)特殊組合;3)施工吊裝。

　　應力分（fèn）析（xī）由於鋼立柱為壓彎構件，其承載力取決於柱的長（zhǎng）細比、支承條件、截麵尺寸以及作用於柱上的荷載等，計算表明，鋼立柱（zhù）的承載（zǎi）力一般由穩定控製。

　　上部（bù）結構的主（zhǔ）梁可簡化為剛結或鉸結在鋼（gāng）立柱上的懸臂結構，主梁之間由（yóu）橫梁及斜撐鉸（jiǎo）結（jié）形成空間平行組合桁架。內力計算采用有限元程序在計算機（jī）上完成。

　　根據鋼結構設計理論，對接焊縫在（zài）截麵不減小的情（qíng）況下，其強度可達到母材的強度，因而無需驗（yàn）算焊縫應力，但應嚴格檢查焊縫質量及飽滿度。上部桁架杆（gǎn）件間的連接主要是角（jiǎo）焊縫

　　焊縫承受杆件間的（de）應力（lì）傳遞，其受力大小已由（yóu）上部結構計算得出，對廣告牌之（zhī）類（lèi）結構，上部結構杆件（jiàn）受力一般不大，為施焊方便，可用（yòng）圍焊，並統一取焊腳尺寸為hf=10mm，可滿足規範要求;但對廣告牌麵板骨架與主（zhǔ）骨架掛點處焊接須逐一核算。

　　變位控製

　　廣告牌立柱高18m，在水平風載作用下會產生順風向水（shuǐ）平（píng）位移，上部（bù）結構（gòu）為懸臂桁架，在風（fēng）載及自重作用下，懸臂（bì）端（duān）部也會產生相應的變位，如果這些變位過（guò）大（dà），將直接影響到廣告牌的（de）使（shǐ）用及感觀（guān）效（xiào）果，重要的是，這（zhè）些變位還將引起附加內力，增大結（jié）構內部的應力，降低結構的安全性，為此，在廣（guǎng）告牌設計中應嚴格限製變位。根據（jù）《鋼結構設計（jì）規範》(GBJ17�88)的規定，廣告牌水平向設（shè）計變位應控製在（zài）10mm以內（nèi）為宜。

　　基礎工程設計

　　基礎型式（shì）及布置作為該類型廣告牌的基礎型式主要有兩種：一種（zhǒng）是平衡重力式，即上部荷載（zǎi）主要由大體積基礎重力來平衡，開挖方量大，混（hún）凝土（tǔ）用量也較多，但施工簡單，節省鋼材，適宜在土質鬆軟且有開闊的施工場地時利用（yòng）。另（lìng）一種為樁基式，其中又以（yǐ）擴孔樁為主，該類基礎可在施工場地受限的情況下采用，其優點是基礎施工場麵很小，混凝土用量僅為（wéi）平衡重力式基礎的三分之一左右（yòu），但施工難度略有增大。

　　由（yóu）於（yú）本廣（guǎng）告牌建在某火車站站前廣場兩側花壇內，花壇寬僅3m，若放坡開（kāi）挖基坑，勢必破壞兩側的廣場混凝土地坪（píng）和水泥混凝土路麵，其修複工程造（zào）價可觀，還可能破壞地下埋管，經綜合比較，選用了人（rén）工（gōng）挖孔擴底樁基礎，使基坑開挖隻限在花壇內進行。為了減小孔壁支護的困（kùn）難，基礎上部4m深範（fàn）圍內(表層填土和第（dì）二層粉質粘土)不（bú）擴孔，采用直徑為1.5m的圓孔;從4m深以下(第三層粘土)開始擴孔，以增大基底（dǐ）的受荷麵積，來滿足地基承載力要求。基（jī）底采（cǎi）用方形，尺（chǐ）寸為3×3m，總孔深為6m，基（jī）礎底（dǐ）下設置十字正交齒牆，以增強基礎的抗扭（niǔ）和抗剪切（qiē）能力。

　　樁基礎結構計算在樁基礎結構計算中，采（cǎi）用C法和m法兩種計（jì）算方法。結果表明，兩種方法計算結果比較

　　一致，樁身最大彎矩出現在距地麵62mm(m法為82mm)處，樁頂最大水平位移為4.86mm(m法為4.78mm)。樁身材料強度和配筋計算，按一般鋼筋（jīn）混（hún）凝土結（jié）構的偏心受壓構件進行。

　　基礎（chǔ）設計須考慮軸力、彎矩、扭矩等不同組合的（de）作用（yòng），以保證基礎本身的（de）強度、剛度及地（dì）基的（de）承載力和抗剪強度均滿（mǎn）足規範要求。

　　施工工藝

　　基礎（chǔ）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（yú）第三層粘土中。基坑開挖時，采用孔壁（bì）支護和排水（shuǐ）措施，以確保樁孔成形和施工人員的人身安全。基坑開挖完成並經驗槽後，立刻鋪設100mm厚碎石墊層，吊放鋼筋骨（gǔ）架（jià），並及（jí）時澆築基礎混凝土，預埋錨固螺栓，鋪設基礎頂部鋼筋加強（qiáng）網，在澆至設計標高時，其頂麵需用20mm厚1：3水泥砂漿找平（píng），然後加蓋螺栓定位及（jí）墊座鋼板。待基礎混凝土養護到規（guī）定（dìng）齡期，需（xū）對預埋螺栓進行抗拔試驗，以（yǐ）確認螺栓的抗（kàng）拔承載力是否滿足設計要求。

　　鋼結構工程所有鋼結構構件的連接均（jun1）采用焊接，上部結構均采用工廠化生產。鋼柱用鋼板在工廠卷焊而成（chéng），上部桁架結構可（kě）在工廠拚（pīn）焊;當梁柱主骨架焊接完（wán）成，形成整體上（shàng）部結構時，應做適當的（de）加載試驗，以驗證焊縫的（de）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（zài）地（dì）麵直（zhí）接掛焊到主骨架上，以便校正麵板表麵的（de）不平整度（dù），控製上部結構整體外觀效果（guǒ）。

　　吊裝定位廣告牌的立柱和上（shàng）部結構（gòu）在工廠製成後，運往現場進行整體對接。在地（dì）麵形成的整體（tǐ）廣告牌，可用兩台吊車從（cóng）頂、底兩個吊（diào）位進行整體起吊安裝，在廣告吊裝就位後，用兩台經緯（wěi）儀從相互垂直的兩個方（fāng）向進行糾斜、定（dìng）位。每個方向的垂直度宜控（kòng）製在h/2000(h為廣（guǎng）告牌高度)以內，且小於（yú）20mm.螺栓（shuān）定位緊固（gù）後，宜（yí）在適當時機，澆築素混凝土密封，以防螺栓外露（lù）鏽蝕。

　　本文提及的廣告牌（pái）建成後，經過數次台風考驗，其垂直度和變位均滿足規定要求，而其（qí）總造（zào）價比同類廣告牌節省了20%，現已投入商業（yè）使（shǐ）用。

　　結（jié）束語

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