即将竣工验收！青州博物馆新馆：海岱惟青州，高台筑殿堂

文/贾俊明、陶倍林、车顺利、董凯利、李建兵、张耀

青州是古九州之一，有7000余年的发展史、5000余年的文明史、十二年的国都辉煌，中国最古老的地理著作《尚书·禹贡》中便有“海岱惟青州”的记载。

青州博物馆新馆（图1）位于山东省青州市，建筑总面积约为51609m ² ，是一座以古青州文化为内涵，以中国传统建筑的“高台、阙楼”为原型，以现代抽象凝练的建筑形式为载体，以保护传承各类文物承载的优秀传统文化为主题的集文物保护、科研展陈、休闲体验三位于一体的现代化国家一级综合性博物馆。

新馆设计自刻画历史建筑形象的燕乐纹椭杯及画像砖中提取高台、阙及屋顶等元素，将古老建筑元素同现代化功能及材料相融合，以体现中国最久远的建筑形象和青州历史悠久，文化积淀深厚的特色。建筑整体布局以中国古代最高等级礼制建筑“明堂”为原型（图2），“设九室以向九州”，彰显青州市博物馆的重要地位。建筑形体比例遵循传统，以简约的金属瓦屋面表现传统大屋顶，立于高台之上。

图1   建筑效果图

图2   中国最高等级的礼制建筑—明堂

建筑平面及剖面如图3～5所示，主楼地下1层、地上5层，结构高度约40m。建筑平面功能：地下1层为车库和文物库房；1层为临时展厅和文物库房；2～4层主要为展厅；5层为城市客厅。地下1层及1层平面尺寸为199.8m×76.3m，2~5层平面尺寸为68.4m × 68.4m，其中2~4层设有通高中庭，中庭上方5层及屋面为25.2m×42m的大跨度楼盖。在5层及大屋面外周分别设有悬挑9.5m和6.2m的外檐，5层外周框架柱均向内收进4.2m。

图3  建筑3层平面图

  图4  建筑5层平面图

图5   建筑南北向剖面图

该建筑功能复杂，楼板开大洞，楼层刚度较差，竖向构件不连续，经过方案比选，最终采用框架-剪力墙结构，利用楼梯周圈布置了四个剪力墙筒，并在电梯边加设4片X向剪力墙以提高该方向结构刚度，5层及屋面层结构平面布置如图6所示。

        （a）5层                               (b) 屋面层

图6   结构平面布置图

若采用钢筋混凝土框架-BRB支撑结构，整体结构抗侧刚度不高，且选用的BRB截面较大，造价高，节点加工困难。而框架-剪力墙结构整体抗侧刚度大，能够合理控制梁柱截面尺寸，在满足建筑造型和使用功能的前提下，协调塔楼和裙房的整体变形，能够达到结构安全可靠的抗震设防目。

采用YJK软件动力弹塑性分析模块对整体结构进行罕遇地震作用下的动力弹塑性时程分析，结构最大弹塑性层间位移角均满足抗震规范1/100的限值要求(图7)。塔楼构件的破坏损伤情况如下(图8):1)剪力墙受压损伤很轻，仅个别X向墙肢的底部区域出现中度受压损伤；2)部分连梁混凝土破坏严重，形成了塑性铰，发挥了屈曲耗能作用；3)大部分框架柱、框架梁仍处于弹性状态，仅个别出现轻度损伤。

  图7  结构最大弹塑性层间位移角曲线

采用双向平面钢桁架梁+钢筋桁架楼承板（图9、10），充分发挥钢结构桁架构件尺寸小、自重轻、缩短工期、易于实现大跨度、免于支模等优点。特别是双向钢筋桁架梁平面内、外刚度均较大，一方面可以提高整体结构的抗侧刚度，有效协调结构整体变形，保证地震力的水平传递，另一方面可以减小楼盖结构变形，具有较高的舒适度；且桁架上下弦杆之间可以穿越各种设备管线，也便于后期的吊顶安装。

图9  双向平面钢桁架梁布置

图10  双向平面钢桁架梁施工

5层下檐和屋面上檐分别悬挑9.5m和6.2m，采用三角钢桁架结构，与桁架相连的框架柱采用钢骨柱，相邻内一跨框架梁采用钢骨梁，以保证节点连接可靠和上弦杆水平拉力的有效传递，下檐、上檐三角钢桁架立面如图11、12。

图12  上檐三角钢桁架立面

由于顶层建筑立面向内竖向收进，造成顶层外周框架柱的竖向不连续，为了保证框架柱竖向轴力的有效传递，本工程采用钢骨梁上托钢骨柱，并通过转换梁下的钢筋混凝土斜撑（图13）与下檐钢桁架下弦杆根部连接在一起，有效协调了转换柱与钢桁架之间的内力传递，减小了钢桁架下弦杆对框架柱的层间剪力，削弱了短柱的不利影响。

  图13   斜撑施工

青州博物馆新馆主体结构于2022年5月全部完成，于6月30日竣工。现场施工过程照片如下图所示。

  2020年9月分区施工（基础和1、2层楼板施工）

2021年10月 大跨度屋盖钢桁架施工

2022年3月 青州博物馆新馆施工全景