建筑结构选型案例介绍.doc

结构选型建筑体系实例分析 建筑1002班 何流 14号 体育馆建筑------（钢架；桁架结构体系） 高层建筑 ------（剪力墙；筒中筒结构体系） 博物馆建筑------（悬索；网壳结构体系） 一．体育馆建筑 钢架结构体系概述 钢结构是把各种型钢或钢板通过焊接或螺栓连接等方法组成基本构件根据使用要求按照一定的规律制造而成的工程结构。钢结构在工程建设中应用较广如高层建筑、大跨度空间结构、轻钢结构、工业厂房道路工程中的钢桥水工建筑中的钢闸门、加油站的钢顶棚等材料的强度高，塑性和韧性好；材质均匀，和力学计算的假定比较符合；制作简便，施工周期短；质量轻；钢材耐腐蚀性差；钢材耐热，但不耐火；桁架结构中的桁架指的是桁架梁，是格构化的一种梁式结构。桁架结构常用于大跨度的厂房、展览馆、体育馆和桥梁等公共建筑中。由于大多用于建筑的屋盖结构，桁架通常也被称作屋架。当涉及大跨度或重荷载时，用于建筑的屋盖结构的桁架通常称作屋架，桁架要比梁更经济。桁架，是由一些细长直杆按适当方式分别在两端连接而成的几何形状不变的结构。 a - 平面 ; b - 轴侧 ;c - 立面 ; d - 端部立面 　 屋盖结构示意 弓结构的弓背拱的设计是变断面等腰三角形桁架钢拱,底边由中间的宽15m变至5m。高由7m变至2m。材质为Q345-C,为美观起见,主管外径均为1000,壁厚为20～60mm。拱的设计重点在拱脚和节点上。将三根主管直接埋入拱脚顶标高为7100 m钢筋混凝土墩内固定 。作为“弓”结构的弦———预留在连接每条拱相对的两个拱墩的地梁中的8×24根1512无粘结预应力筋也在拱墩基座中锚固。设计总控制张拉力20000kN,实测数据表明拱脚位移最大为215mm,证明拱在最不利的荷载组合下基本上无水平位移产生。 屋架设计 南京奥林匹克体育中心体育馆屋架由14榀大跨曲面钢管桁架构成,整个屋面似一个空间球面,平面尺寸为120m×110m,采用计算机同步控制液压牵引的曲面滑移技术就位,滑移轨道搁置在异形曲面的框架柱顶面上。需要滑移的主桁架计12榀,每榀单重约80～97t;最大跨距104.4m,最大高度约6m,标准间主桁架水平投影间距8.6m,第1～14榀桁架的水平投影距离约 111.8m。滑移弧线轨道半径约359m,滑移弧线轨道最低点与弧线轨道最高点高差约4.3m。次桁架及主桁架间支撑构件共计13个单元,每个单元重约30t,整个滑移区域总重约计1 661t。 实例工程项目 二 南京奥体体育科技中心观光塔 工程概况 南京奥体体育科技中心位于南京奥体中心的西南隅,由九层主楼(体育新闻中心),四层裙房(行政管理中心)和观光塔三部分组成,其中裙房与观光塔相连,与主楼以抗震缝脱开。观光塔由主塔塔身、弧形桁架和观光平台三部分组成,弧形桁架底部设置两根钢柱斜撑。主塔塔身布置有两座观光电梯和一座外露的消防楼梯,主塔塔身顶点标高110m,桅杆顶点标高145.3m。2005年5月建成后的观光塔已成为整个体育中心的一个亮点。 结构形式 观光塔采用钢结构,结构体系为框架-支撑体系,下图为塔身平面图和塔身竖向支撑体系布置图,下右图为弧形桁架结构空间视图。塔身在31.2m标高以上采用了6根Υ800×18钢管混凝土柱和2根组合柱;31.2m标高以下,利用被裙房包裹的消防楼梯间设置了壁厚为500mm的混凝土筒体。框架梁截面HW400×400×13×21,结合消防楼梯层高,沿塔身高度方向布置间距为2.6m。观光平台采用空间钢桁架体系,上下平台均为环向不对称悬挑,其中下平台面标高为101.70m,沿正立面悬挑长度左端为8.3m,右端为15.7m,平台楼面采用压型钢板-现浇混凝土组合楼板,现浇混凝土厚75mm。弧形桁架节间竖向距离10m,弦杆采用Υ900×12钢管,在斜腹杆与桁架弦杆的节点处共采用了11个铸钢节点。钢材材质为Q345B,钢管混凝土柱内混凝土标号为 C40。 结构特点 观光塔具有以下一些主要结构特点: (1)主塔高宽比大,为110/7=15.7; (2)塔身在31.2m标高处竖向截面突变; (3)观光平台不对称悬挑,结构质心与刚心不重合; (4)弧形桁架,观光平台与塔身三者之间应能较好地 共同工作; (5)舒适度指标控制。 设计措施 针对观光塔高、柔、不对称性等特点,设计中采取了以下针对性措施: (1)采用钢管混凝土柱,抗侧能力强,且增加了结构质量,结构顶点加速度易满足; (2)将塔身中部的2根Υ800×18钢管混凝土柱改为两根“哑铃形”钢管混凝土组合柱,组合柱由2根Υ800×18钢管通过20mm厚钢板连接组成,结构在两个方向的抗