建筑结构选型案例分析

1、建筑结构选型案例分析建筑结构选型案例分析之香港会议展览中心之香港会议展览中心香港会议展览中心扩建项目香港会议展览中心扩建项目 香港会议展览中心香港会议展览中心扩建项目是一个受特殊地理环境及扩建项目是一个受特殊地理环境及施工工期约束而完成的项目。施工工期约束而完成的项目。 首先首先，项目横跨海岸边一期大楼和人工岛，施工场地，项目横跨海岸边一期大楼和人工岛，施工场地天然制约且局促。天然制约且局促。 其次其次，项目从，项目从2007年施工至年施工至2008年十月要求交付使用，年十月要求交付使用，工期异常苛刻。工期异常苛刻。 再次再次，项目由于自身的功能和环境要求，使得设计结，项目由于自身的功能和环境

2、要求，使得设计结构复杂程度相当高，带来施工的难度超出以往操作案构复杂程度相当高，带来施工的难度超出以往操作案例。例。 故此故此，该项目亦因其堪称史无前例的结构之复杂、工，该项目亦因其堪称史无前例的结构之复杂、工期之紧张、施工难度之艰巨、整体设计之完美而取得期之紧张、施工难度之艰巨、整体设计之完美而取得了了2010年度香港最佳建筑优异奖。年度香港最佳建筑优异奖。 建筑背景建筑背景 香港会议展览中心香港会议展览中心建筑由位于海岸边的一期大楼及位于人工岛上的二期建筑由位于海岸边的一期大楼及位于人工岛上的二期大楼组成，两座大楼由悬吊人行通道连接，大楼组成，两座大楼由悬吊人行通道连接，100100米长悬

3、吊人行通道飞跨海米长悬吊人行通道飞跨海湾。湾。 计划改建建筑是拆除现有悬吊人行通道，新建一座计划改建建筑是拆除现有悬吊人行通道，新建一座100100米长米长120120米宽、米宽、5050米高的海湾上空建筑物，包括三层展览楼面、七层人行楼面，保证满足原米高的海湾上空建筑物，包括三层展览楼面、七层人行楼面，保证满足原有的地契条款，新建部分会展中心总建筑面积为有的地契条款，新建部分会展中心总建筑面积为5000050000平方米，展览面积平方米，展览面积为为2800028000平方米平方米。 原有建筑（左侧：一期大楼，右侧：二期大楼）原有建筑（左侧：一期大楼，右侧：二期大楼） 新建建筑新建建筑扩建后

4、新建建筑剖面扩建后新建建筑剖面 建筑设计挑战建筑设计挑战 建筑设计难度建筑设计难度 按照当局规划规定，海湾兴建交通道路枢纽网及地下铁路不容许有按照当局规划规定，海湾兴建交通道路枢纽网及地下铁路不容许有其它结构穿插其中，故其它结构穿插其中，故100m 100m 大跨度结构中间不允许增设任何支柱。大跨度结构中间不允许增设任何支柱。100 100 米海槽区因环保条例及其它建筑物的现有海水冷却空调系统需要米海槽区因环保条例及其它建筑物的现有海水冷却空调系统需要保留。保留。 新建建筑非常庞大，有三层展览楼面及七层人行楼面。因展览场馆新建建筑非常庞大，有三层展览楼面及七层人行楼面。因展览场馆的独特性质，各

5、展览层楼面均要求可行驶重型货柜货车，因而建筑自的独特性质，各展览层楼面均要求可行驶重型货柜货车，因而建筑自重及承载重量十分惊人。加之展览场馆跨中不能增设柱子，重及承载重量十分惊人。加之展览场馆跨中不能增设柱子， 因而令此因而令此超大跨度建筑整体结构非常的复杂。超大跨度建筑整体结构非常的复杂。 结构选择结构选择 综合施工、设计、环保、交通等要求，香港会议展览中综合施工、设计、环保、交通等要求，香港会议展览中心扩建项目选择了心扩建项目选择了100 100 米大跨度钢结构主桁架作为主要结米大跨度钢结构主桁架作为主要结构，构， 且承托于两侧的且承托于两侧的3 3 米米x 3 x 3 米的超大型混凝土主

6、柱上，米的超大型混凝土主柱上，并采用悬空钢吊柱倒吊以下几层桁架作为每一层楼面结构。并采用悬空钢吊柱倒吊以下几层桁架作为每一层楼面结构。 屋面主桁架屋面主桁架 自身自身高高15 15 米，最重单品桁架重量为米，最重单品桁架重量为2,300 2,300 吨。全部采用高强钢板吨。全部采用高强钢板(375N/mm2)(375N/mm2)拼焊成箱型梁，上弦为拼焊成箱型梁，上弦为1.8m 1.8m 高高x 2.3m x 2.3m 宽、宽、下弦为下弦为2.3m 2.3m 高高x 2.3m x 2.3m 宽、中间为宽、中间为0.8mx 0.8mx 0.8m 0.8m 至至2.0mx 2.3m 2.0mx 2.

7、3m 不同截面按结构计算不同截面按结构计算结果量身定造。为配合业主外观要求，上结果量身定造。为配合业主外观要求，上弦的拉杆尽量减少而形成有效长度、增加弦的拉杆尽量减少而形成有效长度、增加演变上弦承受极大压力，亦因工地施工环演变上弦承受极大压力，亦因工地施工环境限制、成本经济、材料供应、吊装机械境限制、成本经济、材料供应、吊装机械及施工方法等因素影响，钢板不能太厚，及施工方法等因素影响，钢板不能太厚，最后决定采用后灌无收缩高强混凝土，利最后决定采用后灌无收缩高强混凝土，利用组合结构之威力以解决以上问题。用组合结构之威力以解决以上问题。 悬空钢柱悬空钢柱 每组由每组由4 4根根500 x50050

8、0 x500拼装工字钢组合拼装工字钢组合而成、厚度由而成、厚度由20mm20mm至至80mm80mm不等，亦是不等，亦是充分发挥钢构件本身高拉力特性的代充分发挥钢构件本身高拉力特性的代表产品。表产品。 楼面结构楼面结构: : 为组合结构，利用3m多高x27m长的楼面桁架、2.5m高x18m长的次桁架组成。施工方法施工方法 ：主要分为三方面，一为重型安装、二为重型吊机數量、三为厚板焊接。合楼板组成。焊接：焊接： 方面尽管不是在香港制作，但同一时间处理极大量厚板、并用全自动及半自动工艺，特别是大部分钢构为“ Z向性能厚板” 亦成为一个佳话。 施工图片施工图片总平、立面布局总平、立面布局堆堆填岛及地

9、基系统填岛及地基系统 大跨度结构是本工程的一大特色。同时采用钢筋混凝土和钢的组合结构, 充分发挥这两种材料的性能。第四层和第六层展览厅楼面的基本跨度为27 m x 27 m。楼面构架上放置压型钢板, 再在其上浇制2 25 m m 厚的混凝土楼面, 最终形成一组复合式的楼面结构。较低层楼板g m X g m 网格的无梁楼盖系统, 基本楼面厚度是3 50 m m, 并由平面为4 mx 4m , 厚度为3 50 的柱帽承托。相邻的地方是用梁板结构, 标准的梁尺寸为50 m m( 宽) x l m ( 高), 基本楼板厚度是2 0 o m m。东、西两组混凝土核心墙穿越了南北, 提供了横向的稳定性。混凝土墙的厚度为3 0 一5 0 0m m。支承屋面的主柱是4 根3 5 6m m U C截面工字钢构成的方形钢柱, 并浇灌在6 0 0 m m 厚的混凝土之内, 整个中空柱的外围尺寸是3m x 3m。其他钢筋混凝土柱均统一采用直径l m 的设计。建筑物外表采用大面积玻璃幕墙，悬吊在屋顶或由垂直钢柱或水平桁架支撑。上部结构上部结构 外观复杂的屋面其实是由一个简单的几何系统组合而成。其形状是由6 个不变的横截面构件组成。最上层屋面基本