湖北省圖書館始建于1904年，由張之洞創(chuàng)辦，是我國最早建立的省級公共圖書館。湖北省圖書館新館是“十一五”期間湖北省最大的文化建設項目，總建筑面積10萬m²，總投資6.4億元。新館建成后藏書能力達1022萬冊，日接待能力逾1萬人次。

湖北圖書館新館造型以“楚天鶴舞、智海翔云”立意，屬大體量、結構復雜的高層建筑。結構形式是以鋼筋混凝土框架結構為主的混合框架結構，采用不同類型的結構轉換和樓蓋形式。由中信建筑設計研究總院有限公司（原武漢市建筑設計院）設計，現(xiàn)已向公眾開放。

 

 

1 工程概況

湖北省圖書館新館（圖1）位于武漢市武昌區(qū)，總建筑面積為10萬m²，其中地上為8層，地下1層，局部地下2層；建筑高度41.4m，平面長度171m，寬度81m。

地下部分為車庫、設備用房和密集書庫；地上部分為閱覽、報告廳、展覽廳、藏書、辦公等用房，層1設有一個600人大空間報告廳；建筑中部由西至東共設置3個中庭，由層1貫通至屋頂。南立面凹入式主入口門庭處開口長度最大為56.7m，內收進深24m，高度約為28m；西南角因在層1，2抽柱，形成上部大懸臂結構；東西立面從下至上由北向南呈階梯形退臺。

圖1 湖北省圖書館新館效果圖

2 結構體系

工程主體結構形式以鋼筋混凝土框架結構為主，局部大跨度、大空間處采用鋼結構和鋼骨混凝土結構的混合框架結構?？蚣芰翰捎脤挶饬航孛嫘问?，東、西中庭屋蓋為實腹式H型鋼梁結構；中部中庭鋼結構屋蓋呈斜平面橢圓狀，南高北低布置。對柱網上密下疏的部位，設置大梁和桁架等轉換構件對其進行轉換。

結構主要特點：結構轉換多；樓板開洞大（圖2）；階梯狀退層結構（圖3）；結構跨度大；節(jié)點類型多。

圖2 層5結構平面圖

圖3 結構剖面圖

3 結構設計難點處理

3.1 樓蓋設計

結合不同區(qū)域的使用功能、樓面使用荷載要求和不同的結構類型，采用了多種樓蓋形式：現(xiàn)澆厚板、普通現(xiàn)澆梁板樓蓋、GR模殼鋼筋混凝土雙向密肋樓蓋（本工程中應用最廣泛）、鋼筋桁架樓層板組合樓蓋（圖4）。

圖4 鋼筋桁架樓板

3.2 600人報告廳結構設計

報告廳設在層1，高度跨2層空間，上部為8.1m×8.1m的小柱網結構。為實現(xiàn)報告廳的大空間效果，上部7個結構柱不能直接落在基礎上，而需要對7個結構柱進行結構轉換（圖5，6）。

結構轉換運用了抬轎的原理，沿縱橫向分別設置轉換梁形成空間的結構轉換體系。轉換梁均采用鋼骨混凝土梁，支承轉換梁的柱采用鋼骨混凝土柱。雙向密肋樓蓋提供了較大的樓面剛度，有利于主、次轉換梁共同協(xié)調工作。

圖5 報告廳平面圖

圖6 轉換梁平面布置

3.3 懸臂結構轉換

在西南角下沉式廣場處受建筑立面造型的限制，上部結構柱在層3以下不能直接落至基礎上，形成了上部結構大懸挑的狀況，圖7斜線部分表示上部層3～8外懸挑范圍，懸挑跨度分別為10.162，8.645和7.381m。

圖7 層3懸挑桁架平面

懸挑桁架共設置了3榀（圖8，9），桁架高度跨層3，4兩層層高，總高度9.6m，3榀桁架之間采用鋼筋混凝土梁進行橫向連接。桁架弦桿采用鋼骨混凝土截面形式，腹桿為實腹式H型鋼。

圖8 桁架剖面圖

圖9 懸挑桁架局部模型

3.4 南立面凹入式主入口門庭上部結構轉換

在南側主入口立面處以平滑內凹的手法形成大開敞門庭（圖10），門庭處開口長度最大為56.7m，內收進深24m，水平投影面積達到815m²，在層6樓面處需設置轉換層進行過渡。

圖10 湖北省圖書館門庭效果圖

轉換結構采用層間桁架，桁架下弦離地高度達到27m，屬于高位轉換（圖11）。轉換層結構最大跨度位于軸B上軸10~15之間，達到40.5m，軸B外懸挑長度約為7.576m。采用自重較輕的鋼結構空間轉換桁架共同承托上部層6～8結構荷載。

（a）轉換層

（b）門庭

圖11 局部模型

主桁架沿水平方向共布置2道（HJ3，HJ4），桁架高度同層6層高，桁架采用實腹式H型鋼；帶懸臂的次桁架垂直于水平桁架方向布置，共設置6道（HJ5，HJ6，HJ7），見圖12。施工現(xiàn)場照片見圖13，14。

圖12 桁架平面布置圖

圖13 門庭施工現(xiàn)場

圖14 門庭轉換桁架內景

 

 

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