报告主要分为五部分:前言及城奥大厦、银河SOHO、珠海歌剧院、桂林两江国际机场四个复杂体型工程的结构设计要点。 前 言
前 言
北京城奥大厦
银河SOHO
四个塔楼采用钢筋混凝土框架-核心筒结构,弧型结构外边柱采用型钢混凝土柱; 四个塔楼分别在建筑的第3层、4层、6层、7层、13层、14层、15层采用连体连接,连体跨度约20~40m,大跨度连体结构采用钢桁架结构体系。 弧型结构外边柱 较直线柱受力情况相对复杂,采用 型钢混凝土柱 ,以提高其延性,改善受力性能。外边柱周围的 框架梁增设少量型钢承受梁内拉力 ,也可以 提高梁柱节点的延性 ,增强整体框架的抗震能力。 塔1与塔4之间、塔2与塔3之间的连桥采用刚接,形成 连体结构 ; 其他连桥均采用一端刚接,另一端滑动连接。
珠海歌剧院
珠海歌剧院有以下 结构特点: 结构体型复杂, 贝壳钢结构,结构计算分析复杂、节点和构造复杂,结构复杂且抗震超限。 屋顶天窗钢桁架与贝壳空腹桁架刚接,形成 巨型钢框架 ,为短轴方向主要抗侧基本单元;环向弦杆与空腹桁架弦杆刚接,组成连续 钢框架结构 ,形成长轴方向主要抗侧体系。观众厅和贝壳之间采用 钢结构连桥 ,连桥钢梁两端铰接,可为钢结构提供部分 水平支撑 。
对 珠海歌剧院进行计算分析:
分析模型:
1、贝壳钢结构与主体钢筋混凝土结构的 整体分析模型
2、主体 钢筋混凝土结构模型 (不含钢结构)
3、纯贝壳 钢结构模型 (不含钢筋混凝土结构)
分析软件:
1、PK-PM系列软件 (规范2005版本)
2、MIDAS/GEN V.7.3.1中文版结构分析与计算软件
3、有限元软件ANASYS V11.0。
分析内容:
1、静力分析:恒+活、风荷载作用、温度作用
2、地震作用分析:反应谱、小震弹性时程、整体稳定、施工模拟、防连续倒塌
3、节点有限元分析
观众厅弧形混凝土墙的最大应力出现在 顶板与竖墙过渡区域 ,在屋顶梁与弧形墙身相交部位 应力集中 ,此处墙身最大拉应力为 7.7MPa ,超过混凝土抗拉强度,采取 措施如下 :在墙体对应梁部位设置暗柱, 柱内配置型钢 ,提高了墙身刚度,增强了稳定性和抗震性能,相应楼座及池座处梁内设置型钢;观众厅空间弧形墙内 设置构造型钢 ,在位于墙顶与平板交界处设置型钢环梁与其连接,形成型钢骨架。便于墙身定位找形;提高混凝土墙体 配筋率 ;除梁墙相交部位,观众厅弧形墙大部分区域拉应力均为 2.5MPa 以下,墙体混凝土强度等级取 C50 (混凝土拉应力为 2.64MPa );单独将弧形墙及支承结构取出,进行 稳定性分析 验算。
桂林两江国际机场T2航站楼
桂林两江国际机场T2航站楼屋盖结构有如下特点:
特点一:复杂多变的拱结构
航站楼屋顶采用 拱结构支承体系 ,中心区采用倾斜方向相反的对拱支撑,指廊采用单片拱支撑,中心区拱轴方向随屋盖走向旋转。
特点二:复杂的三维屋面造型
航站楼的主屋面整体设计简洁优美,中心区屋面造型为波浪起伏,均为 双曲面 ,投影面积约6万平方米。
特点三:自由多变的单层网壳
航站楼屋顶采用 单层网壳结构 ,为建筑美观,网壳采用环向梁与径向梁成矩形的布置方式,网壳节点采用刚接节点。支撑拱与网壳之间采用斜杆过渡连接,钢结构制作安装及空间定位难度高。
屋盖结构体系采用:
结合建筑屋面波浪起伏的造型及天窗采光要求,采用 拱壳结构 ,屋盖结构为 单层壳体 ,支撑体系为空间拱。 屋盖单层壳体构件跟随屋顶曲面变换,保证结构与建筑造型的完美统一。中心区支撑拱共有 6对拱+两边各一榀单向拱 ,支撑拱最大跨度为 120m ,拱截面为变截面箱型。
钢结构 屋面进行找形:
整个拱壳横向形成连续波浪形,为使波浪起伏的屋盖受力合理,将屋盖按起伏的脊线和谷线包括的范围作为一个分段面,分段面采用一系列近似抛物线的曲线拟合而成,完整屋盖由各分段面组成,各分段面之间光滑过渡,使最终拟合的面为建筑和结构均能接受,脊线、谷线、天窗投影线及屋盖轮廓线由建筑提供,脊线、谷线为圆弧线。
对结构进行了 支撑体系实体模型与杆件模型对比分析, 分析结果 表明:
责任编辑:程哲