上海世博会主题馆结构设计与建造方面的一些思考

主题馆作为2010年上海世博会一轴四馆核心建筑群的重要组成部分,是国内最大跨度展厅之一。针对屋盖跨度大、整体结构超长且平面不规则等问题,对屋盖结构体系选型和下部框架支撑体系选型进行了详细比选,最终,屋盖采用由新型索撑张弦桁架与立体桁架组成的长度为270m的4跨连续梁结构,下部钢框架采用了钢-黏滞阻尼支撑形成的混合支撑框架体系。在结构设计阶段以及施工过程中,针对施工中的一些关键技术问题进行了详细研究,主要包括126m跨度张弦桁架的施工张拉过程以及关键节点设计,屋盖支座施工过程释放,以及大跨度预应力楼面的施工张拉问题。     

“钢管直贯”新技术

北京建工集团机械施工公司采用最新的施工工艺完成了沈阳科学宫钢结构屋盖。该建筑物东西长81m，南北宽60m，钢结构总重297t。施工中，该公司采用了钢管直接相贯连接工艺。这种工艺具有跨度大、形式自由、布局合理，且外挂玻璃幕墙较易处理等优点，但施工过程较为复杂，钢构件连接没有球节点，仅是管与管对接，接口为不规则坡口，由等离子六面数控切割机床加工而成，然后对接，制作成16榀主桁架和240榀次桁架，拼装成钢结构屋盖。     

某建筑功能复杂的综合体育馆大跨结构设计

成都体育学院综合体育馆项目主体采用现浇混凝土框架结构体系,屋盖大跨度钢结构采用张弦桁架,存在建筑功能复杂、楼板不连续、斜柱、扭转不规则等特点。介绍了项目的结构设计详情,对项目中大跨度钢结构屋盖进行多种结构方案比选,充分考虑建筑外形特点,采用张弦桁架结构实现了建筑结构一体化设计。对大跨度钢结构屋盖进行了线性和非线性稳定分析,结果表明结构稳定性能较好;采用动力方法对大跨度钢屋盖结构进行了防连续性倒塌分析,并对屋盖结构的关键节点进行有限元分析,改善了《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)关于销轴节点局部承压的计算方法。采用大直径缓连接预应力技术保证大跨度混凝土结构的安全,同时采用变截面的次梁设计方法解决了支承主梁的剪扭计算超限的难题。     

全国农业展览馆中西广场展厅张弦桁架屋盖设计

全国农业展览馆新建中西广场展厅平面为150.5m×91m矩形,高度16.0m,主体为钢筋混凝土框架,上部钢屋盖为77m跨张弦桁架结构。对屋盖设计中的几种可行结构方案进行了比较,对张弦桁架整体控制尺寸的确定进行了研究。介绍了屋盖的结构平面布置,张弦桁架的受力分析及设计,撑杆上下端及支座等较为复杂的节点设计。索穿下弦杆及索端头锚固处等受力较复杂的节点采用了铸钢节点,进行了两类铸钢节点设计与受力分析。并对屋架的施工过程进行了简要介绍。     

上海科技大学体育馆张弦梁屋盖施工技术

上海科技大学体育馆采用预应力张弦梁结构形式的屋盖,投影长90.8m,横向跨度51.2m,由10榀张弦梁、2榀托桁架、2榀钢箱梁、主桁架及边桁架形成整体框架,交叉次梁进行连接。结构复杂,施工难度大。介绍了上海科技大学体育馆张弦梁施工过程中的吊装、临时支撑、数值模拟及张拉等技术措施。     

中南大学新校区体育馆钢屋盖设计与滑移施工分析

中南大学新校区体育馆主体结构采用钢筋混凝土框架结构,屋盖的最大跨度为92.1m,采用空间钢管桁架结构,具有较好的整体稳定性。屋盖桁架跨度大,温度作用明显,为减小温度变化对结构造成的不利影响,钢结构屋盖与混凝土框架柱之间通过钢管转动柱及固定铰支座组成节点连接,该连接方式使得桁架在因温度变化而产生水平向伸长或缩短时,钢管转动柱通过一定角度的倾斜,以适应屋盖桁架的伸缩变形,从而实现屋盖桁架温度应力的释放,提高了整体结构的承载能力。考虑结构特点及场地条件,采用累积滑移施工。对施工过程进行模拟分析并将桁架应力及挠度的监测值与计算值进行对比,结果表明滑移施工过程安全可靠。     

贵阳北站站房结构设计

贵阳北站是我国西南地区最大规模的综合性铁路交通枢纽,由站房、站台雨棚、高架车道等组成。站房采用桥建合一结构。站台层承载列车轨道的承轨结构、高架候车层框架标准跨度为21m×24m,商业夹层与高架候车层柱网上下不对齐。出站通道层下方有地铁穿过,在隧道上方的柱通过基础梁托换。站台层承轨结构采用变宽度预应力混凝土框架梁承重。高架候车层采用大跨度预应力混凝土梁,钢管混凝土柱预应力混凝土梁节点是保证结构承载力和抗震性能的关键。东西两端高架车道上方设置31m跨的钢桁架,承受冷却塔等设备荷载,支承钢桁架的框架柱采用钢骨混凝土柱。屋盖典型跨度42m×66m,采用网架与管桁架相结合的结构形式。为了发挥钢管混凝土柱上段的强度、减小层间位移,支承屋盖的钢管混凝土柱顶端与屋盖结构上下弦均连接。     

新型索-球管边桁架机库屋盖体系研究

为破解球管桁架由于承载力不足而应用受限的局面，提出一种新型索-球管边桁架机库屋盖体系.在球管大门边桁架加网架的传统屋盖设计方案基础上，将边桁架由矩形截面改为不规则矩形——上弦3排弦杆、下弦2排弦杆，在下弦圆钢管内通长设置集束高强索，形成一种新型索-球管边桁架预应力屋盖体系.通过对边桁架下弦体内高强索的预张拉，可以有效提高球管大门边桁架的承载力，改善屋盖的变形性能.索-球管边桁架屋盖结构体系突破了在100m以上单跨机库屋盖设计中必须采用箱形或H形截面大门边桁架的局面，在国内多个100～140m跨机库设计中得到应用，技术经济指标高，实施效果良好.     

广东省博物馆新馆钢结构工程施工技术

广东省博物馆新馆钢结构工程是目前国内最大的吊挂式结构,总用钢量1.8万t。屋盖桁架中还采用了内灌混凝土和体内预应力索提高构件刚度,节点设计、钢结构施工、结构累积变形的分析和结构施工过程的精度控制难度大。经过多种方案的比选,施工采用了多个工作面同时展开的施工思路。     

悬挑单坡预应力井式梁板屋盖结构施工及验收

吉林大学珠海软件学院大型饮食中心平面呈凹字形,总长138.7m,宽65.45～71.58m,共3层。其中第三层两翼各有一个27m×27m的大空间厅,屋盖三面悬挑,长3～6.45m;单坡排水,高差达2.096m(图1)。屋盖结构采用有粘结预应力井式梁板体系。该工程中部设置1条伸缩缝,分为2个施工段流水施工,两段预应力筋布置相同。1预应力构造设计调整1.1预应力筋布置原设计预应力筋均采用两端张拉。纵向预应力筋的两端悬臂可布置张拉端;而横向预应力筋的一端与多跨非预应力梁连接,施工难度大,需作调整。1.2预应力张拉端构造(1)井式梁悬臂端的宽度仅350mm,无法并排布置…     

某厂办公楼预应力钢结构模拟分析

某厂办公楼屋盖钢结构工程,属大跨度大悬挑管桁架结构,采用在管桁架中增设预应力索来控制钢屋盖悬挑部分结构的挠度值。为此介绍钢结构预应力模拟计算与现场施工安装顺序对结构的影响。     

广州花都体育馆环向桁架管内钢丝束预应力钢结构施工技术

广州花都体育馆屋盖国内首次采用大跨度肋形穹顶环向桁架管内钢丝束预应力钢结构施工新技术.详细介绍了工程施工的特点和难点,以及屋盖安装施工工艺.介绍了预应力拉索施工要点,包括张拉施工过程,张拉原则,张拉力的确定以及张拉注意事项.同时,对环向桁架管内钢丝束预应力施工进行了监测,包括索力和关键节点位移监测.通过补偿机制,有效解决了钢丝束预应力钢结构施工张拉和卸载过程预应力损失难题.     

大跨度体内钢索预应力拱形桁架结构建造技术

吉安体育中心游泳馆屋盖采用拱形大跨度体内钢索预应力拱形桁架钢结构,钢结构屋盖施工前下部混凝土结构已施工完成。根据现场条件和钢结构设计特点,按照首先在地面完成各榀桁架拼装并敷设钢索、接着在跨外布置2台履带吊通过多次抬吊进行空中搬运就位、然后进行体内钢索张拉、再完成悬挑桁架安装、直至完成轻质复合金属屋面围护结构的流程进行施工。工程实践证明:该建造技术安全可靠、质量有保障、经济合理、充分发挥了钢结构特别是预应力钢结构优异的力学性能。     

秦皇岛体育场屋盖预应力悬臂桁架施工技术

秦皇岛体育场屋盖由24榀悬臂桁架组成,桁架之间以弧形拱梁和钢索连接为空间稳定体系。介绍屋盖体系的施工技术,包括结构安装、承重架的搭设及拆除、预应力钢索的张拉方法,并对支撑结构拆除前后桁架挠度和拉索应力值的变化进行了分析。     

郑州东站站房主体结构设计

郑州东站为全高架桥建合一的铁路枢纽站房,建筑面积为40万m2,主站房最大平面尺寸为239.8m×490.7m,为地上3层(局部4层)大跨度、大平面框架结构。站台层桥梁首次采用钢骨混凝土柱+双向预应力混凝土箱形框架梁结构,提高了出站层的建筑净空和使用面积,结构具有较好的抗震性能且施工方便。高架候车层采用钢管混凝土柱+大跨度钢桁架+钢次梁结构,减轻了楼盖结构自重,有利于在结构高度范围内布置设备,柱顶设置滑动支座的分缝方式简单易行,有效地降低了结构的温度作用,改善了结构抗震性能。在东、西立面将高为15.5m的斜面幕墙三向网格支承结构与屋盖及商业夹层楼盖钢结构相连形成倾斜的跨层钢桁架,解决了78m跨的高架层夹层楼盖的竖向舒适度问题。屋盖采用折梁式空间管桁架结构,结合建筑造型,在屋盖结构的柱顶设置四角锥斜钢管柱以减小屋盖跨度,降低屋盖用钢量,屋盖结构选型与建筑的形态吻合。理论分析和结构试验表明,郑州东站结构体系传力明确,结构安全、可靠,同时具有良好的经济性和使用性能。     

泉州海峡体育馆预应力张弦桁架屋盖钢结构施工技术

介绍泉州海峡体育馆预应力张弦桁架屋盖钢结构工程施工安装及预应力张拉技术。采用先安装钢结构,再进行整体张拉,使预应力均匀地加入屋盖钢结构体系,避免单榀桁架张拉后整体吊装的预应力输入不均匀性及高额的吊装施工费用。该技术对类似工程施工有较高的参考价值。     

盐城南洋机场T2航站楼屋盖钢结构安装施工技术

盐城南洋机场T2航站楼屋盖钢结构属于超大面积空间曲面,屋盖钢结构由纵向桁架、横向桁架、菱形天窗及封边梁结构等组成,跨度大,安装要求高,施工难度大。结合工程特点,对屋盖钢结构的施工采用分区、分步的原则,即采用桁架分段吊装、菱形天窗分片吊装,其余部分高空散装的安装方法,最终顺利完成了屋盖钢结构的安装。     

济南遥墙国际机场钢结构工程简介

济南遥墙国际机场航站楼屋盖是由两个对称的圆环相交而成的双曲面空间结构,平面呈飞鸟形,总长4 86m ,宽度为6 6 7～14 5m ,屋盖高度14～32m ,屋盖的水平投影面积为5 0 4万m2 。屋盖钢结构采用圆管相贯焊接的空间桁架,两端由∧形支柱支撑。桁架间距30m ,用热轧H型钢弧形屋面梁支撑屋面板。该工程钢结构由中国京冶建筑设计院与中国民航建筑设计院合作设计,由中建八局钢结构公司施工。目前,钢结构工程已安装完成。济南遥墙国际机场钢结构工程简介     

南京市图书馆新馆钢结构预应力施工技术

南京市图书馆新馆屋盖钢结构工程,采用在钢管柱内增设预应力索来提高柱的稳定性,屋盖前端设竖向索来解决超薄大悬挑屋盖结构的抗风稳定性。本文介绍钢结构预应力施工中的关键技术。     

萧山国际机场T4航站楼主楼钢结构屋盖施工技术

杭州萧山国际机场T4航站楼主楼屋盖采用封边桁架+网架的曲面空间结构体系,钢结构包括焊接球网架、箱形封边桁架以及依附在主楼屋盖的马道、钢平台等。新建T4航站楼下穿高速铁路、地铁及车库通道,结合工程特点,屋盖钢结构施工采用"17.250m出发层楼面或地面拼装,分区累积提升到位"的施工方法,提升单元综合考虑土建分区移交节点及整体提升安全稳定性进行设计,确保屋盖钢结构快速、顺利完成安装。