会展中心中央入口大厅树形柱结构设计

天津国家会展中心中央入口大厅结构设计研究

马明

中国建筑科学研究院

1、工程概况展厅中间的连廊屋盖连桥1连桥1连桥2展厅中间的连廊屋盖餐厅上的连廊屋盖展厅中间的连廊屋盖展厅中间的连廊屋盖餐厅上的连廊屋盖东入口大厅中央入口大厅展览中心展览中心展览中心展览中心展览中心展览中心展览中心展览中心1、工程概况1、工程概况中央入口大厅采用树形结构，高度32m，由32个4X8布置的树形结构单元组合而成。幕墙沿外侧柱边缘布置。1、工程概况1、工程概况1、工程概况2、设计要求1）主要荷载与设计要求恒载：屋面恒载（包括吊顶、马道、灯具等）：1.5kN/m2

百叶：1.75kN/m2风荷载：基本风压0.6kN/m²(100年重现期)，B类地貌，体形系数按风洞试验报告取值。地震作用：抗震设防烈度7度，设计基本地震加速度:0.15g，设计地震分组:第二组，场地土类别：Ⅳ类，进行多遇地震作用下结构验算时，按规范反应谱、安评反应谱分别计算，取计算结果包络值。抗震性能化设计要求：建筑抗震设防类别乙类，入口大厅柱及屋面连接梁按中震不屈服进行设计。2、设计要求2）建筑要求中央入口大厅结构即是建筑，建筑造型通过结构设计来体现。树形柱：变截面X形柱边梁：L形整体造型：完全由结构体现3、结构设计1）结构体系的形成重力传力路径抗侧力体系3、结构构设计计2）结构构布置置结构设设计特点与与难点点：a）大量采采用变变截面面构件件来体体现建建筑效效果，，建筑筑结构构合二二为一一；b）主要结结构构构件大大量采采用薄薄壁构构件以以减少少用钢钢量，，构件件内部部设置置纵横横向加加劲肋肋以保保证结结构局局部稳稳定。。3、结构构设计计3）结构构分析析模型型3、结构构设计计4）结构构受力力特征征（a）轴轴力图图（b）弯矩矩图恒+风荷载载组合合下树树形结构内力图树形结结构部部分以以轴力力受力力为主主，树树形柱柱提供供了主主要抗抗侧向向力刚刚度。。在水水平荷荷载作作用下下，树树形柱柱弯矩矩反弯弯点出出现于于柱高高度范范围内内，柱柱顶处处截面面最小小，但但弯矩矩较大大，是是结构构的一一个薄薄弱环环节3、结构构设计计5）结构构周期期阶数周期(s)阶数周期(s)11.38713160.98413921.37674670.83308531.36666680.78750841.16519290.74889551.160321100.707381第1阶第2阶第3阶3、结构构设计计6）结构构变形形结构在在承受受竖向向荷载载作用用时，，以轴轴向受受力为为主，最大变变形28mm，发生于树形形结构构边梁梁处；风荷载载作用下下X方向最最大水水平位位移31.6mm，Y方向最最大水水平位位移29.7mm；多遇地震震作用用下X方向最最大水水平位位移50.7mm，Y方向最最大水水平位位移48.2mm。X方向变变形Y方向变变形3、结构构设计计7）结构构局部部稳定定建筑效效果结构构构件截截面尺尺寸相相对较较大采用大大截面薄薄壁构构件节约用用钢量量问题结构构构件的的局部部稳定定问题题3、结构构设计计7）结构构局部部稳定定有加劲劲肋模模型无加劲劲肋模模型构件的的屈曲曲形态态为整整体屈屈曲，，屈曲曲系数数13.2柱壁板板的局局部屈屈曲，，屈曲曲系数数8.2节点设设计一级树树杈节节点二级树树杈节节点树形结结构中中间节节点树形结结构角角节点点一级树树杈节节点最最不利利荷载载作用用下应应力图图二级树树杈节节点最最不利利荷