奥运景观大灯柱设计说明

中国建筑设计研究院

1 工程概况

本工程位于北京奥林匹克公园中心区内的中轴景观大道旁及庆典广场上。灯柱共29根，其中沿中轴景观大道东侧南北纵向25根，庆典广场上4根，灯柱间距为72m至90m左右。灯柱高均为25m，上有5片或4片扇形叶子沿灯柱高度布置。灯柱共分为A、A反、B和C四类.

本信息柱外形酷似北京的银杏，结构体系由叶片、叶柄、与枝茎构成。

枝茎由10根双槽型组合截面构件构成，由组合截面构件围合而成的内筒。

在枝茎的上部，10根箱形构件两两一组在不同的高度向外倾斜并逐渐张开，截面高度逐渐减小，形成叶片两侧的叶柄，承托叶片的荷载。5个叶片在平面上呈伞状布置。

在两根叶柄之间设置环向、径向与水平支撑等次结构，形成叶片的结构（叶脉），便于安装太阳能板与照明反射板等各种设备。

2 工程结构设计使用年限与安全等级

结构设计使用年限：              50 年

建筑结构安全等级：               二级

结构重要性系数：              1.0

地基基础设计等级：          丙级

建筑抗震设防类别：          丙类

抗震设防烈度：              8度

3.主要结构材料

3.1 混凝土

注：混凝土最大碱含量应小于3kg/m3，最大氯离子含量应小于0.06%，最小水泥用量290 kg/m3，最大水灰比0.55。

3.2钢筋

普通钢筋强度设计值

吊钩应采用HPB235级钢筋，且不得采用冷加工。

3.3 钢材

结构主要采用Q345钢材

钢材冲击韧性要求：

交货状态：

本工程钢材材质要求均指构件加工制作完成后的性能指标，钢材交货状态应由钢结构加工制作单位确定。交货状态应满足本工程钢结构加工制作工艺的需求。钢材材质单均应附有交付钢材的供货状态，并注明正火和回火温度等相关数据。

3.4 圆头焊钉

采用B1型焊钉，圆头焊钉的材质应符合现行国家标准《圆柱头焊钉》（GB10433－89）的规定，且抗拉强度不小于400N/㎜2，屈服强度不小于240N/㎜2。

3.5 焊条、焊剂及焊丝焊接的质量等级与检测方法

焊接的质量等级与检测方法参见下表，所有焊缝均须进行外观检查。

焊缝质量性能要求

一级焊缝的合格等级应为现行国家标准《钢焊缝手工超声波探伤方法及质量分类》（GB11345）B级检验的II级及II级以上；二级焊缝的合格等级应为现行国家标准《钢焊缝手工超声波探伤方法及质量分类》（GB11345）B级检验的III级及III级以上。

熔透焊缝均应符合与母材等强的要求。全熔透焊缝的端部应设置引弧板、引出板或钢衬管，引弧板的材质应与焊件相同。手工焊引弧板厚度5mm，焊缝引出长度大于或等于25mm。自动焊接引弧板宽度50mm，焊缝引出长度大于或等于50mm。焊接完毕后，必须切除被焊工件上的引弧板，并沿受力方向修磨平整，严禁用锤击落。

焊缝应具有良好的外观质量，角焊缝应符合二级焊缝的外观要求。

对于夹角小的节点区域，热影响区比较大，容易造成钢结构的过烧、脆断，施工单位应进行专门的焊接工艺评定和焊接全过程计算机仿真。

3.6 内筒构件与焊接组合截面构件

（1）构件截面特别是下部直线部分构件截面型式复杂，应制定合理的焊接顺序与工艺措施，保证构件最终达到设计要求的效果。

（2）灯柱下部直线段内侧为多边形箱形构件，除满足国家有关规范外，还必须通过严格的焊接工艺评定和具体的工艺措施，保证内筒构件的加工制作质量。 

（3）焊接组合截面构件的种类较多，必须通过严格的焊接工艺评定和具体的工艺措施，保证其加工制作质量。

（4）应根据运输与现场吊装条件确定构件分段条件，由于灯柱截面非常复杂，应尽量不设或减少现场拼接接头。

（5）本工程对焊缝外观质量要求很高，在视线可见范围内的焊缝需要进行磨平处理，其它部位需要进行磨光处理，以保证建筑外观效果、防腐涂装耐久性以及建筑装饰板的顺利安装。

3.7所有材料均应附有检验合格证明，钢结构构件从采购至最终安装就位均应可追溯。

4地基与基础

4.1 基础位于地下室顶板之上

（1）灯柱枝干位于地下室柱顶位置，通过混凝土底座和混凝土顶板相连，枝干钢管插入混凝土底托的深度为2.5m，为了方便施工，在底托中部预留杯口，待钢结构加工完成后整体吊装就位。在埋入杯口的枝干构件上设置圆头焊钉，待钢柱就位后采用C40无收缩稀释混凝土浇注。  

（2）基础平面为方形，边缘与地下室主梁成45度夹角，以便主要内力可以传至地下室顶板主梁。在混凝土底托与混凝土顶板之间设置拉接锚筋以增强基础底板与地下室共同作用。锚筋采用化学植筋方式在混凝土顶板上生根。

（3）灯柱基础范围内铲除原地下室防水做法，待混凝土底座施工完成后，地下室顶板与基础防水一并处理。

（4）本工程现有各种地下管线很多，距离基础位置较近，在基坑开挖时应注意对地下管线保护，如遇现场实际管线位置与相关资料不符的情况及时通知设计单位及相关部门进行处理。

4.2 非地下室顶板独立基础

（1）当灯柱位置可以避让地下室顶板时，可以采用柱下混凝土独立基础。独立基础平面呈方形，保证其足够的底面积和埋置深度，以抵抗风荷载倾覆力矩。

（2）基础持力层为第四纪沉积粘质粉土、粉质粘土?层，地基承载力标准值为fak=140kPa，基底须开挖到持力层。

（3）由于本工程地质条件复杂，当设计基础底标高位于回填土之上时，应进行静载荷试验，确定基底承载力特征值，当地基承载力特征值满足设计要求后方可进行下一步施工。

（4）当不满足承载力特征值时，应将回填土清除，换填为砂夹石至基底标高。砂夹石的碎石和卵石占重量的50%～80%。换填垫层的压实系数不小于0.94，垫层压实后的承载力特征值不小于180kPa。换土垫层施工前应进行试验，确定换土垫层的施工工艺和垫层的碎石卵石含量，满足设计要求后方可大面积施工。

（5）基槽开挖至设计基础持力层时，施工单位应会同甲方、监理、勘察、设计等有关部门共同验槽。确定持力层无误后，方可进行下一道工序。

（6）基槽回填应分层夯实，夯实系数0.94。

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