大跨空間結(jié)構(gòu)案例分析_圖文

1、通過這一個(gè)學(xué)期建筑結(jié)構(gòu)選型將建筑結(jié)構(gòu)分類如下:平面結(jié)構(gòu)梁柱結(jié)構(gòu)(框架結(jié)構(gòu)桁架結(jié)構(gòu)單層鋼架結(jié)構(gòu)拱式結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)薄壁空間結(jié)構(gòu)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)懸索結(jié)構(gòu)薄膜結(jié)構(gòu)高層建筑結(jié)構(gòu)平面結(jié)構(gòu)平面屋蓋結(jié)構(gòu)空間跨度相比較小,節(jié)點(diǎn)、支座形式較簡(jiǎn)單。2008年奧運(yùn)會(huì)摔跤比賽館總建筑面積約23950平方米,比賽館平面是一個(gè)82.4*94米平面,屋面是反對(duì)稱的折面,采用巨型門式鋼鋼架結(jié)構(gòu),將建筑塑造為富有韻律感的 造型,如圖所示。三維整體模型工程屋蓋由12榀空間門式鋼鋼架組成,跨度82.4米,中心距8,0米,鋼剛架為四肢組合的格構(gòu)式結(jié)構(gòu)。構(gòu)件間的連接節(jié)點(diǎn)均為相貫節(jié)點(diǎn),鋼架柱(鋼管連接于看臺(tái)部分的鋼筋混凝土柱,屋蓋結(jié)

2、構(gòu)外形簡(jiǎn)潔、流暢,節(jié)點(diǎn)形式簡(jiǎn)單,剛度大,幾何特性好。 單榀空間門式鋼剛架單榀空間門式鋼剛架(有連系桿單榀空間門式鋼剛架(有連系桿 剛架柱支座空間結(jié)構(gòu)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)一:2008奧運(yùn)會(huì)國家體育館國家體育館位于北京奧林匹克公園中心區(qū),建筑面積80 476m2 ,固定座席118 萬座,活動(dòng)座2 000座,用于舉辦2008 年奧運(yùn)會(huì)的體操、手球比賽,賽后用于舉辦體育比賽和文藝演出。雖然體育館在功能上劃分為比賽館和熱身館兩部分,但屋蓋結(jié)構(gòu)在兩個(gè)區(qū)域連成整體,即采用正交正放的空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)連續(xù)跨越比賽館和熱身館兩個(gè)區(qū)域,形成一個(gè)連續(xù)跨結(jié)構(gòu)。空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在南北方向的網(wǎng)格尺寸為815m,東西方向的網(wǎng)格有兩種尺寸

3、,其中中間(軸a和K之間 的網(wǎng)格尺寸為1210m,其他軸的網(wǎng)格尺寸為815m。按照建筑造型要求,網(wǎng)架結(jié)構(gòu)厚度在1151831973m之間。不包括懸挑結(jié)構(gòu)在內(nèi),比賽館的平面尺寸為114m ×144m,跨度較大,為減小結(jié)構(gòu)用鋼量,增加結(jié)構(gòu)剛度,充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)的空間受力性能,在空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的下部還布置了雙向正交正放的鋼索,鋼索通過鋼桅桿與其上部的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)相連,形成雙向張弦空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。其中最長桅桿的長度為91237m,鋼索形狀根據(jù)桅桿高度通過圓弧擬合確定。在熱身館區(qū)域,不包括懸挑結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)跨度為51m ×63m,跨度較小,空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的高度與跨度比較協(xié)調(diào),不需要在網(wǎng)架結(jié)構(gòu)下部布置鋼

4、索。圖2 是結(jié)構(gòu)布置圖。在網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的上弦平面內(nèi),除布置正交正放的上弦桿件外,還布置了菱形支撐桿件。菱形支撐的四個(gè)角點(diǎn)均位于上弦節(jié)間的中點(diǎn),該點(diǎn)也是網(wǎng)架斜腹桿的上弦點(diǎn)。其中在比賽館的四周邊界滿布菱形支撐,在內(nèi)部跳格布置菱形支撐;在熱身館區(qū)域,僅在四周邊界布置菱形支撐。由于比賽館內(nèi)的菱形支撐沒有連續(xù)布置,為進(jìn)一步提高上弦面的穩(wěn)定性,通過隅撐和檁條系統(tǒng)將菱形支撐連成整體,組成完整的上弦面內(nèi)支撐體系(見圖2(a 。在網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的下弦面內(nèi),沿四周邊界布置交叉支撐(見圖2 (b 。除在四周邊設(shè)有支座外,在熱身區(qū)域和比賽區(qū)域交界處還有一排柱子支承,整個(gè)屋蓋結(jié)構(gòu)為東西方向單跨簡(jiǎn)支,南北方向兩跨簡(jiǎn)支。具體支座的方

5、式為在屋蓋結(jié)構(gòu)的8 個(gè)角點(diǎn)為三向固定球鉸支座,其余為單向(法向 滑動(dòng)球鉸支座或雙向滑動(dòng)支座。 a 上弦桿 c 懸索和桿件的布置圖b 下弦桿 d 1_1e 2_2二:上海世博會(huì)主題館上海世博會(huì)主題館地上建筑面積約8萬m2,地下建筑面積約4.8萬ITl2,建筑高度為26.30 m。主題館平面水平投影為矩形,南北向長217.8 mC包括南北兩側(cè)各18.9 m懸挑屋檐。東西向長288 m。其中,屋面南北方向由6個(gè)V形折板單元組成波浪形屋面,每個(gè)折板單元的波長為36 ITI,矢高3 ITI,波脊標(biāo)高為26.3 Fn,波谷標(biāo)高為23.3 m。屋面由西側(cè)展廳屋面、中廳屋面、東側(cè)展廳屋面以及挑檐四部分構(gòu)成。西

6、側(cè)展廳沿屋面南北向每間隔18 ITI布置一道預(yù)應(yīng)力張弦桁架。預(yù)應(yīng)力桁架結(jié)構(gòu)高11.5 ITI,上部剛性桿件結(jié)構(gòu)斷面為正三角形立體桁架,高3 1TI、寬3 ITI,下部距預(yù)應(yīng)力桁架兩端45 1TI處各設(shè)置了兩對(duì)空間V形撐桿,見圖3。中庭及東部展廳自西向東結(jié)構(gòu)的支承跨度依次為54,45,45 m,將西側(cè)展廳預(yù)應(yīng)力桁架的剛性上弦即3 m高的正三角形立體桁架向東側(cè)屋面延伸連續(xù)布置,從而形成長度為270 m的四跨連續(xù)桁架梁1,見圖3。檁條一端連接于桁架上弦節(jié)點(diǎn)、另一端連接于桁架的下弦節(jié)點(diǎn);在檁條結(jié)構(gòu)層內(nèi)滿堂布置約18 1TI×18 m的交叉支撐,見圖4。建筑,軸的外側(cè)南北挑檐外挑約18.9 m

7、,挑檐結(jié)構(gòu)軸測(cè)圖見圖5。屋蓋結(jié)構(gòu)通過抗震球鉸支座支承在下部鋼結(jié)構(gòu)柱柱頂,由西向東屋面桁架分別支承于軸、軸、軸、軸和軸柱的柱頂。其中軸和軸柱頂支座為固定球鉸支座,軸、軸和軸柱頂采用施工過程中滑動(dòng),待屋面圍護(hù)結(jié)構(gòu)和幕墻結(jié)構(gòu)安裝完成后,再進(jìn)行固定,使支座的工作模式變?yōu)楣潭ㄣq支座,屋蓋結(jié)構(gòu)能與下部支承結(jié)構(gòu)更好地協(xié)同工作。 屋面結(jié)構(gòu)東西向剖面 屋面檁條及支撐布置挑檐結(jié)構(gòu)軸側(cè)示意屋蓋單獨(dú)模型主題館下部結(jié)構(gòu)采用鋼框架結(jié)構(gòu),柱子為方鋼管截面,柱間支撐采用了鋼支撐和阻尼器支撐的混合支撐體系。三:廣州亞運(yùn)會(huì)臺(tái)球壁球綜合館 3 溫度縫的設(shè)置 4 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) 四:2008奧運(yùn)會(huì)鳥巢 整體承重結(jié)構(gòu)由一系列門式剛架繞著內(nèi)環(huán)

8、旋轉(zhuǎn)而成,這種結(jié)構(gòu)布置形成一種三維空間承重體系。每一榀剛架由高12m的屋蓋桁架和三角形桁架柱組成,均采用加肋薄壁箱形截面,為了形成鳥巢效果主桁架上弦上還設(shè)有交叉的次要構(gòu)件,也采用箱形截面?？傆娩摿楷F(xiàn)已優(yōu)化到4.2萬t。較前降低了1.2萬t。 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)一:北京老山奧運(yùn)自行車館屋蓋結(jié)構(gòu)采用雙層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)。網(wǎng)殼跨度133.06m,沿周邊外挑8.238m,矢高14.69m,總投影面積約17000m2。網(wǎng)殼通過24對(duì)人字型柱支承于沿周邊均勻分布的24根鋼筋混凝土柱柱頂,人字型柱柱頂設(shè)置鋼結(jié)構(gòu)圈梁,利用網(wǎng)殼外挑部分設(shè)置圈梁桁架。鋼筋混凝土柱柱頂標(biāo)高+7.15m,網(wǎng)殼最高點(diǎn)標(biāo)高+35.49m。網(wǎng)殼采用四角

9、錐網(wǎng)格,最大網(wǎng)格尺寸為4.96m×4.24m,厚度2.8m。屋面采用輕型金屬屋面板,局部為玻璃采光屋面。網(wǎng)殼采用焊接球節(jié)點(diǎn),最大桿件為219×14,最大球節(jié)點(diǎn)為D650×30,用鋼量約為95kg/m2,其中雙層球面網(wǎng)殼部分為60kg/m2,人字型柱及鋼結(jié)構(gòu)圈梁35kg/m2。 其設(shè)計(jì)及施工創(chuàng)新點(diǎn)有下列幾方面:老山自行車館屋蓋采用的帶人字型柱的雙層球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)概念清晰、傳力明確、應(yīng)力分布合理,具有良好的抗震性能和穩(wěn)定性能;環(huán)梁與柱腳鑄鋼球鉸支座有效的減小了網(wǎng)殼對(duì)支柱及基礎(chǔ)的推力,同時(shí)也解決了大跨度網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的溫度應(yīng)力問題;設(shè)置肋板與墊板提高了環(huán)梁大直徑圓鋼管(D=12

10、00相貫節(jié)點(diǎn)抵抗局部失穩(wěn)的能力,緩解了節(jié)點(diǎn)相貫處的局部應(yīng)力集中,有效的提高了節(jié)點(diǎn)的復(fù)雜應(yīng)力作用下的承載能;該網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)采用了外擴(kuò)拼裝及圓形拔桿群接力提升就位的安裝方法,該方法簡(jiǎn)便可行、易于控制安裝精度且施工費(fèi)用低。二:2008奧運(yùn)會(huì)乒乓球館該體育館屋蓋的造型充分考慮了中國傳統(tǒng)建筑特色和北京的城市建筑風(fēng)格(圖1 ,在建筑形象上抽象地表達(dá)了乒乓球比賽的特點(diǎn)。整個(gè)屋蓋的屋檐水平投影為9312m×72m 的矩形,長邊屋檐向外挑出4m,短邊屋檐外挑616m,屋檐的直線部分建筑標(biāo)高為2114m,弧形部分屋檐的最高點(diǎn)標(biāo)高為2815m。中央球殼的矢高為7m,其支承邊界的直徑24m,球冠標(biāo)高為3313m

11、。球殼覆面材料為玻璃,這就可以讓自然光線穿過中央球殼照入室內(nèi)。連接球殼邊界與弧形屋檐高點(diǎn)的兩條由低到高螺旋狀的屋脊與透明的中央球殼成為屋蓋建筑造型的特點(diǎn),象征著乒乓球?qū)λ俣?、力量、旋轉(zhuǎn)的綜合要求。屋面其余部分由屋檐、屋脊、球殼構(gòu)成其曲面邊界,其曲面造型隨這些邊界形狀的變化而漸變。整個(gè)屋面由于兩條屋脊的旋轉(zhuǎn)起伏形成了在空間上呈反對(duì)稱的異形扁殼曲面。 作為奧運(yùn)史上第一個(gè)乒乓球?qū)Ｓ帽荣悎?chǎng)館,北京大學(xué)體育館的屋面造型非常獨(dú)特(圖1 。該屋面除了中央矢高為7m,跨度為24m 的中央球殼為球面外,其余的屋面部分無法采用解析曲面對(duì)其進(jìn)行描述。然而屋面曲面形態(tài)的準(zhǔn)確描述是屋蓋結(jié)構(gòu)選型、構(gòu)件定位、排水設(shè)計(jì)、屋面

12、施工的基礎(chǔ)。為此,首先采用了NURBS技術(shù)完成其屋面的曲面形態(tài)設(shè)計(jì)。該體育館中央球殼的標(biāo)高為3313m,球殼周邊的圓形支承邊界的標(biāo)高為2613m,旋轉(zhuǎn)屋脊低端與中央球殼的圓支承邊界相切,高端在屋檐處的最高點(diǎn)標(biāo)高為2815m。兩條短邊直線屋檐的標(biāo)高為2114m,兩條長邊屋檐直線部分的標(biāo)高也是2114m,曲線部分由兩段相切的弧線組成,最高點(diǎn)為2815m。整個(gè)屋面即由中央球殼支承邊界、兩條旋轉(zhuǎn)起伏的異形屋脊、四條異形屋檐構(gòu)成了其曲面的邊界(圖2 。在曲面建模程序中,首先完成上述曲面邊界曲線的建模,作為屋面形態(tài)設(shè)計(jì)的主控制線,其中兩條旋轉(zhuǎn)屋脊采用樣條曲線描述,其余的邊界采用直線和圓弧進(jìn)行描述。然后對(duì)屋

13、面進(jìn)行分區(qū)(圖3 ,利用屋面呈反對(duì)稱的特點(diǎn),將屋面分解為幾個(gè)具有異形邊界的細(xì)分子域,每個(gè)子域的曲面形態(tài)即由其異形邊界的曲率控制。 3 結(jié)構(gòu)體系與布置在充分分析屋蓋建筑造型特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,經(jīng)多次方案論證,屋蓋結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力平面桁架殼體(圖6 。結(jié)合下部的混凝土結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)布置,共布置了32 榀輻射桁架,輻射桁架外端的豎腹桿(立柱 與下部混凝土結(jié)構(gòu)的柱中心對(duì)齊,并通過抗震球鉸支座支承于混凝土結(jié)構(gòu)的柱頂,支座中心的水平投影位于64m×80m的矩形上;輻射桁架內(nèi)端由中心標(biāo)高2613m、內(nèi)徑24m、斷面寬2m、高5m的菱形受壓剛性環(huán)連接成整體,進(jìn)而形成中央球殼的支承結(jié)構(gòu)。為了使結(jié)構(gòu)造型與所取曲面形態(tài)

14、一致,充分利用桁架結(jié)構(gòu)建筑造型適應(yīng)能力強(qiáng)的特點(diǎn),將桁架上弦桿計(jì)成其軸線位于屋面曲面內(nèi)的復(fù)雜曲線形狀,下弦與上弦平行,桁架高215m,腹桿布置方式確保了較長的斜腹桿受拉,較短的豎腹桿受壓。與每榀輻射桁架對(duì)應(yīng),在其下部設(shè)32 根預(yù)應(yīng)力輻射拉索,拉索外端錨固于輻射桁架下弦與支座相鄰的節(jié)點(diǎn)處,內(nèi)端連接于標(biāo)高2213m、內(nèi)徑26m 的水平受拉剛性環(huán)上。受拉剛性環(huán)通過高4m 的人字型受壓撐桿與受壓剛性環(huán)的下弦桿連接,從而將下部張拉索系與上部組合殼體組合成整體,形成雜交張拉結(jié)構(gòu)體系。在施工安裝階段,通過張拉拉索對(duì)結(jié)構(gòu)施加預(yù)應(yīng)力,從而使人字型撐桿受壓,實(shí)現(xiàn)對(duì)殼體反向加載,相當(dāng)于對(duì)結(jié)構(gòu)卸載,使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生與豎向荷載

15、作用相反的內(nèi)力和變形;在附加恒載和使用荷載作用下,殼體和拉索共同工作抵抗荷載,拉索、撐桿構(gòu)成上層殼體的彈性支承。由于上述拉索預(yù)應(yīng)力和彈性支承的共同作用,使得最終殼體的內(nèi)力和變形明顯減小,實(shí)現(xiàn)對(duì)殼體應(yīng)力和變形的主動(dòng)控制,從而大大提高了結(jié)構(gòu)效率。水平受拉的剛性環(huán)為截面寬115m的平面桁架,其兩根弦桿為<426 ×20 ,腹桿為<203 ×8 。在受力上,受拉剛性環(huán)主要在水平方向承擔(dān)拉索錨固端傳來的水平拉力,在豎向通過人字型撐桿與受壓剛性環(huán)整體協(xié)同工作,形成了上部受壓、下部受拉的高9m 的筒狀剛性環(huán)。在使用功能上,受拉的剛性環(huán)同時(shí)兼作吊掛燈具設(shè)備的馬道。中央球殼為跨度

16、24m、矢高為7m 的單層鋼管殼體,網(wǎng)格的水平投影尺寸為2m ×2m,鋼管規(guī)格為<159×6 ,鋼管之間的連接采用直接相貫焊接。球殼沿周邊支承在受壓剛性環(huán)內(nèi)側(cè)中弦桿的節(jié)點(diǎn)上。而輻射桁架的上、下弦桿分別與受壓剛性環(huán)的外側(cè)中弦桿、下弦桿連接,這就可以通過受壓剛性環(huán)的空間協(xié)調(diào)受力作用實(shí)現(xiàn)中央球殼的荷載向輻射桁架傳遞。為了使整個(gè)屋蓋結(jié)構(gòu)具有足夠的空間承載剛度、各榀輻射桁架能協(xié)同受力,沿環(huán)向布置了6 道水平間距約為5m的同心環(huán)向支撐桁架,并在桁架上弦平面內(nèi)布置聯(lián)方形交叉支撐,這樣布置的支撐體系一方面在宏觀上可以有效地提高殼體面內(nèi)的剪切剛度,形成空間受力體系,另一方面可以防止輻射

17、桁架上、下弦桿發(fā)生出平面的屈曲(圖6(d 。鑒于扁平的屋蓋殼體在支座節(jié)點(diǎn)處將對(duì)下部混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的推力,32 個(gè)抗震球鉸支座中除了4個(gè)角點(diǎn)處的支座為固定鉸支座外,其余28 個(gè)支座均為單向滑動(dòng)支座,長邊支座沿y 方向滑動(dòng),短邊支座沿x方向滑動(dòng)。這樣在活荷載、風(fēng)荷載、雪荷載和多遇地震作用下,屋蓋就不會(huì)在下部混凝土結(jié)構(gòu)抗推承載力較弱的方向?qū)ο虏靠蚣墚a(chǎn)生推力,減小下部結(jié)構(gòu)的梁柱截面。支座滑動(dòng)對(duì)屋蓋結(jié)構(gòu)支承剛度的削弱,由錨固于臨近支座的輻射拉索來彌補(bǔ)。為防止罕遇地震作用下滑動(dòng)支座脫落,通過限位措施,限制滑動(dòng)支座的滑程為±70mm。屋蓋鋼結(jié)構(gòu)桿件采用Q345B 級(jí)鋼的圓鋼管,桿件詳細(xì)規(guī)格見表

18、2 ,所有桿件節(jié)點(diǎn)形式為空間相貫節(jié)點(diǎn)。拉索采用了破斷強(qiáng)度為1 670MPa 的半平行鋼絲束拉索,由151 根<5 的鋼絲經(jīng)大節(jié)距扭絞而成,其等效直徑約60mm。 屋蓋結(jié)構(gòu)平面輻射桁架軸測(cè)圖拉索、受拉剛性環(huán)及撐桿軸測(cè)圖屋面支撐體系軸測(cè)圖 屋蓋結(jié)構(gòu)剖面圖剛性環(huán)整體軸測(cè)圖三:上海世博會(huì)阿聯(lián)酋館 世博阿聯(lián)酋館建筑高度為20m, 總建筑面積為3457m2。阿聯(lián)酋館的屋蓋由四部分組成:不透光部分(沙丘正面 、天窗部分(沙丘背面 、中央步行道屋面與入口處的懸挑雨篷(詳見圖24 ,屋蓋結(jié)構(gòu)關(guān)于軸對(duì)稱。沙丘不透光部分為單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu),三角形網(wǎng)格的尺寸基本為2m ×2m ×2m,每個(gè)網(wǎng)格的

19、三個(gè)角點(diǎn)作為屋面系統(tǒng)的支承點(diǎn)。網(wǎng)殼桿件截面為矩形鋼管,截面尺寸為240mm ×80mm,壁厚為8 12mm,材料為Q345B。網(wǎng)殼節(jié)點(diǎn)處,鋼管的端部設(shè)置擰螺栓的施工孔,并焊有ZG20SiMn的鑄鋼件,鑄鋼件上設(shè)置螺栓孔。對(duì)應(yīng)鑄鋼件的上下部分分別設(shè)置圓環(huán)形連接件,連接件采用45 號(hào)鋼。鑄鋼件與圓環(huán)形連接件通過1019級(jí)的高強(qiáng)螺栓連接,螺栓規(guī)格主要為2M24,部分為2M27,并按照鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范要求施加預(yù)緊力。節(jié)點(diǎn)構(gòu)造詳圖6,該節(jié)點(diǎn)為典型的半剛性節(jié)點(diǎn)。 弦支穹頂一:2008奧運(yùn)會(huì)羽毛球館2008奧運(yùn)會(huì)羽毛球館弦支穹頂結(jié)構(gòu)已經(jīng)建成并投入使用.是世界上最大跨度的弦支穹頂結(jié)構(gòu),如圖1.3所示。

20、該館采用經(jīng)濟(jì)合理的聯(lián)方.凱威特型弦支穹頂結(jié)構(gòu)體系,跨度為93m,矢跨比未1111.9。上層為單層網(wǎng)殼,下部布置5圈預(yù)應(yīng)力索桿體系,撐桿高度為3.9mH 州。2008年奧運(yùn)會(huì)羽毛球館位于北京工業(yè)大學(xué),總建筑面積24383 m2,其中,地下2580m2,基地面積24383 m2,·總用地面積66124m2,體育館規(guī)劃用地面積為44355朋2?？傋瘮?shù)7508席,其中固定席位5480席,臨時(shí)席位2028席。建筑總高:最高點(diǎn)為25.95m,檐口高14.83m。建筑層數(shù):地上2層,地下1層,屋蓋采用聯(lián)方一凱威特型弦支穹頂結(jié)構(gòu)體系,跨度為93.0In,矢高9.3m,矢跨比為1/10。上弦為聯(lián)方一

21、凱威特型組合單層球面網(wǎng)殼,下部布置五圈索體系,撐桿高度為3.9m。網(wǎng)殼的環(huán)向桿件采用0245x9,徑向桿件采用0245×10,撐桿采用159x6的Q345c鋼管。環(huán)向索從外到內(nèi)分別采用拉索SNS/S一7x199,5x139,5x139,5x61, 5x61。徑向索最外圈采用SNS/S一5x61,其余四圈采用SNS/S一5x37。鋼管的彈性模量E=2.06e11N/m2,索的彈性模量E=1.9e11N/m2。初拉力通過施加單元初應(yīng)變引入,徑向索的初拉力通過環(huán)向索間接引入。網(wǎng)殼節(jié)點(diǎn)為剛接,撐桿與網(wǎng)殼的連接點(diǎn)和撐桿與索的連接點(diǎn)為鉸接,邊緣支撐采用剛性環(huán)桁架梁。 由于施工方法的限制,上層網(wǎng)殼

22、的安裝定位依靠布置在節(jié)點(diǎn)下部的臨時(shí)支撐完成,焊接完成后部分結(jié)構(gòu)自重仍由臨時(shí)支撐承擔(dān)。 本文計(jì)算中采取的計(jì)算模型加入了外部2.4m的懸挑部分,懸挑部分采用了“羽毛主徑的變截面H型梁,沿梁長方向,梁截面高度、寬度均呈線性變化,翼緣厚度根據(jù)應(yīng)力大小分段變化,鋼梁腹板開圓孔,孔徑為梁截面高度的2/3,沿梁長方向分步,中心距離為2倍孔徑。鋼梁材質(zhì)為Q345B,截面尺寸為H850x 350×12×20,-,300x 250x 12×18,H600x 300×10x 14-,300x 250x 10×12。 膜結(jié)構(gòu)一:上海世博會(huì)世博軸1 工程概況2010年上

23、海世博會(huì)世博軸及地下綜合體工程,位于世博會(huì)浦東園區(qū)核心, 南北長1045m, 東西寬地下 995 1105m,地上80m。世博軸頂棚包括兩個(gè)不同類型的結(jié)構(gòu)體系: 索膜結(jié)構(gòu)和6個(gè)建筑造型獨(dú)特的鋼結(jié)構(gòu)!陽光谷, 6個(gè)陽光谷共提供給膜結(jié)構(gòu)18個(gè)支撐點(diǎn), 將兩者結(jié)合成整個(gè)頂棚結(jié)構(gòu)(圖1、2。索膜頂棚覆蓋了105m 標(biāo)高平臺(tái)層的大部分空間, 起到遮陽擋雨的功能, 滿足大量人流安全、舒適地從地上出入園、等候、安檢、票檢、休憩餐飲的需要。膜面結(jié)構(gòu)造型輕盈優(yōu)雅, 與通透挺拔的陽光谷渾然天成。圖2索膜結(jié)構(gòu)模型圖3頂棚平面圖圖 4建筑縱剖面圖頂棚結(jié)構(gòu)平面圖、剖面圖見圖3 5。2結(jié)構(gòu)體系索膜頂棚采用連續(xù)的張拉式索膜

24、結(jié)構(gòu)體系, 總長度約840m, 最大跨度約97m, 膜面總投影面積約61000m2, 展開總面積約65000m2, 單塊膜最大展開面積約1800m2, 膜面單元一般呈三角形。膜材采用A級(jí)PTFE膜。 索膜結(jié)構(gòu)邊索單跨最大約80m, 脊索最大跨度約115m, 為大跨度柔性結(jié)構(gòu)。膜頂主要由承重作用的脊索、邊索和穩(wěn)定作用的張拉膜構(gòu)成(圖6, 1根邊索、2根脊索和膜形成了三角形為頂面的倒錐臺(tái)狀,膜面為雙向曲面, 膜焊 縫主要沿經(jīng)向放射形布置。整個(gè)膜頂支承于外桅桿、內(nèi)桅桿及陽光谷鋼結(jié)構(gòu)上。索膜結(jié)構(gòu)的最高點(diǎn)由26組外桅桿和背索、部分陽光谷的連接點(diǎn)構(gòu)成, 最低點(diǎn)由19組內(nèi)桅桿下拉點(diǎn)、5組外桅桿和背索、部分陽光谷的連接點(diǎn)構(gòu)成。外桅桿一般高度為35m, 緊鄰中間4個(gè)陽光谷均有1根較低的外桅桿(高度為17m , 陽光谷SV5、SV6之間外桅桿高度為38m。下拉點(diǎn)處, 膜在18m 或2