1 工程概況
上海高行商業(yè)中心中庭膜結(jié)構(gòu)工程總建筑面積2232m2,方案為不規(guī)則橢圓體球殼。本工程下部為商業(yè)街,商業(yè)街形狀從平面上看像花生米外殼形狀,寬度方面由兩個(gè)直徑分別是13.5m至32.3m的圓,通過外切形成不規(guī)則的形狀和高度方面為最高高度是12m的殼體。從立面上看本工程像花生米外殼的一個(gè)殼體(圖1)。 復(fù)雜邊界的勘測和處理
本工程的地形復(fù)雜,膜結(jié)構(gòu)是處于兩個(gè)中間有變形縫的獨(dú)立建筑屋頂上的以鋼結(jié)構(gòu)為支撐的網(wǎng)殼膜結(jié)構(gòu)體系。由于基礎(chǔ)的布置比較復(fù)雜,根據(jù)現(xiàn)場的條件,運(yùn)用全站儀對(duì)每個(gè)柱子進(jìn)行實(shí)地測量,再根據(jù)測量數(shù)據(jù)進(jìn)行建立模型確保結(jié)構(gòu)模型的準(zhǔn)確。在變形縫的兩邊都有半個(gè)柱子,這樣要求設(shè)計(jì)一個(gè)滑動(dòng)支座來支撐上部鋼柱。由于上部鋼結(jié)構(gòu)是一體的,而下部的建筑物是由兩個(gè)建筑物構(gòu)成的,故在建筑物一側(cè)的柱子必須有滑動(dòng)位移,就要求設(shè)計(jì)滑動(dòng)支座。這樣就準(zhǔn)確描繪出復(fù)雜現(xiàn)場的所有邊界,為下一步的設(shè)計(jì)工作提供了可靠的依據(jù)。
3 拱形單層網(wǎng)殼與復(fù)雜環(huán)形三角桁架相結(jié)含膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要領(lǐng)
對(duì)不規(guī)則的基礎(chǔ)形成復(fù)雜邊界，明確設(shè)計(jì)思路是至關(guān)重要的,否則設(shè)計(jì)完成的效果會(huì)變的雜亂無章,失去設(shè)計(jì)的規(guī)律性，難以保證膜結(jié)構(gòu)的美觀。我們通過對(duì)結(jié)構(gòu)的反復(fù)多次調(diào)整,最終確定了2個(gè)指導(dǎo)性的原則:
(1)對(duì)于拱形單層網(wǎng)殼，按照基礎(chǔ)的軸線、結(jié)構(gòu)美觀的要求和經(jīng)驗(yàn),確定了單層網(wǎng)殼的外周邊界,再根據(jù)單層網(wǎng)殼的外周邊界的跨度確定拱形的高度。在確定網(wǎng)格時(shí),首先根據(jù)設(shè)計(jì)的想法,在投影面上設(shè)計(jì)一個(gè)等邊的三角形網(wǎng)格，然后,再根據(jù)網(wǎng)格的交點(diǎn)與空間的曲面的對(duì)應(yīng)關(guān)系來確定拱形單層網(wǎng)殼的節(jié)點(diǎn)空間位置,最后,通過把各個(gè)節(jié)點(diǎn)連—起形成拱形單層網(wǎng)殼。
關(guān)于節(jié)點(diǎn)的處理,根據(jù)工程特性,設(shè)計(jì)了通過球節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)使得鋼管與鋼管之間的相貫線簡化。這樣就保證了設(shè)計(jì)簡化,同時(shí)視覺上也變得統(tǒng)一美觀。
(2)對(duì)于復(fù)雜環(huán)形三角桁架,根據(jù)單層網(wǎng)殼上部受力的傳遞方形、結(jié)構(gòu)變形的協(xié)調(diào)性和鋼構(gòu)件受力的特性,在設(shè)計(jì)時(shí),我設(shè)計(jì)一個(gè)環(huán)形三角桁架把上述的特性全融合進(jìn)來。這個(gè)環(huán)形三角桁架起到承上啟下的作用。由于環(huán)形三角桁架的寬度在5m左右高度1.5m,所以剛度非常大，就使得上部結(jié)構(gòu)所承受的外力傳遞到這個(gè)環(huán)形三角桁架對(duì)構(gòu)件產(chǎn)生的變形非常小 |
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