大跨空间结构案例分析.doc

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1、通过这一个学期建筑结构选型将建筑结构分类如下：l平面结构梁柱结构（框架结构）桁架结构单层钢架结构拱式结构l空间结构薄壁空间结构网架结构网壳结构网格结构悬索结构薄膜结构l高层建筑结构l平面结构平面屋盖结构空间跨度相比较小，节点、支座形式较简单。2008年奥运会摔跤比赛馆总建筑面积约23950平方米，比赛馆平面是一个82.4*94米平面，屋面是反对称的折面，采用巨型门式钢钢架结构，将建筑塑造为富有韵律感的造型，如图所示。三维整体模型工程屋盖由12榀空间门式钢钢架组成，跨度82.4米，中心距8,0米，钢刚架为四肢组合的格构式结构。构件间的连接节点均

2、为相贯节点，钢架柱（钢管）连接于看台部分的钢筋混凝土柱，屋盖结构外形简洁、流畅，节点形式简单，刚度大，几何特性好。单榀空间门式钢刚架单榀空间门式钢刚架（有连系杆）单榀空间门式钢刚架（有连系杆）刚架柱支座l空间结构l网格结构²网架结构一：2008奥运会国家体育馆国家体育馆位于北京奥林匹克公园中心区,建筑面积80476m2,固定座席118万座,活动座2000座,用于举办2008年奥运会的体操、手球比赛,赛后用于举办体育比赛和文艺演出。虽然体育馆在功能上划分为比赛馆和热身馆两部分,但屋盖结构在两个区域连成整体,即采用正交正放的空间网架结构连续跨越比

3、赛馆和热身馆两个区域,形成一个连续跨结构。空间网架结构在南北方向的网格尺寸为815m,东西方向的网格有两种尺寸,其中中间(轴a和○K之间)的网格尺寸为1210m,其他轴的网格尺寸为815m。按照建筑造型要求,网架结构厚度在11518～31973m之间。不包括悬挑结构在内,比赛馆的平面尺寸为114m×144m,跨度较大,为减小结构用钢量,增加结构刚度,充分发挥结构的空间受力性能,在空间网架结构的下部还布置了双向正交正放的钢索,钢索通过钢桅杆与其上部的网架结构相连,形成双向张弦空间网格结构。其中最长桅杆的长度为91237m,钢索形状根据桅杆高度通

4、过圆弧拟合确定。在热身馆区域,不包括悬挑结构,结构跨度为51m×63m,跨度较小,空间网架结构的高度与跨度比较协调,不需要在网架结构下部布置钢索。图2是结构布置图。在网架结构的上弦平面内,除布置正交正放的上弦杆件外,还布置了菱形支撑杆件。菱形支撑的四个角点均位于上弦节间的中点,该点也是网架斜腹杆的上弦点。其中在比赛馆的四周边界满布菱形支撑,在内部跳格布置菱形支撑;在热身馆区域,仅在四周边界布置菱形支撑。由于比赛馆内的菱形支撑没有连续布置,为进一步提高上弦面的稳定性,通过隅撑和檩条系统将菱形支撑连成整体,组成完整的上弦面内支撑体系(见图2(a)

5、)。在网架结构的下弦面内,沿四周边界布置交叉支撑(见图2(b))。除在四周边设有支座外,在热身区域和比赛区域交界处还有一排柱子支承,整个屋盖结构为东西方向单跨简支,南北方向两跨简支。具体支座的方式为在屋盖结构的8个角点为三向固定球铰支座,其余为单向(法向)滑动球铰支座或双向滑动支座。a上弦杆c悬索和杆件的布置图b下弦杆d1_1e2_2二：上海世博会主题馆上海世博会主题馆地上建筑面积约8万m2，地下建筑面积约4．8万ITl2，建筑高度为26．30m。主题馆平面水平投影为矩形，南北向长217．8mC包括南北两侧各18．9m悬挑屋檐)。东西向长28

6、8m。其中，屋面南北方向由6个V形折板单元组成波浪形屋面，每个折板单元的波长为36ITI，矢高3ITI，波脊标高为26．3Fn，波谷标高为23．3m。屋面由西侧展厅屋面、中厅屋面、东侧展厅屋面以及挑檐四部分构成。西侧展厅沿屋面南北向每间隔18ITI布置一道预应力张弦桁架。预应力桁架结构高11．5ITI，上部刚性杆件结构断面为正三角形立体桁架，高31TI、宽3ITI，下部距预应力桁架两端451TI处各设置了两对空间V形撑杆，见图3。中庭及东部展厅自西向东结构的支承跨度依次为54，45，45m，将西侧展厅预应力桁架的刚性上弦即3m高的正三角形立体

7、桁架向东侧屋面延伸连续布置，从而形成长度为270m的四跨连续桁架梁[1]，见图3。檩条一端连接于桁架上弦节点、另一端连接于桁架的下弦节点；在檩条结构层内满堂布置约181TI×18m的交叉支撑，见图4。建筑③，@轴的外侧南北挑檐外挑约18．9m，挑檐结构轴测图见图5。屋盖结构通过抗震球铰支座支承在下部钢结构柱柱顶，由西向东屋面桁架分别支承于⑩轴、⑨轴、⑩轴、④轴和⑤轴柱的柱顶。其中⑨轴和⑩轴柱顶支座为固定球铰支座，⑩轴、⑦轴和⑤轴柱顶采用施工过程中滑动，待屋面围护结构和幕墙结构安装完成后，再进行固定，使支座的工作模式变为固定铰支座，屋盖结构能与

8、下部支承结构更好地协同工作。屋面结构东西向剖面屋面檩条及支撑布置挑檐结构轴侧示意屋盖单独模型主题馆下部结构采用钢框架结构，柱子为方钢管截面，柱间支撑采用了钢支撑和阻