世博会旋转坡道

世博轴阳光谷

旋转楼梯汇报

2008.10.30建筑方案1

设计依据2节点设计

4

结构计算

3目录15节点计算

一、建筑方案世博轴阳光谷旋转楼梯的建筑构想是一个通透性好、与周围环境协调一致的现代化楼梯。该楼梯环绕阳光谷螺旋而上，是-6.0m、-0.5m与4.5m层的重要连接通道。楼梯水平投影为一椭圆，长轴26.1m，短轴19.4m。中间设约13m长的休息平台。楼梯外侧与楼板之间每隔约5m设钢拉杆。楼梯从-6.000m标高底板绕阳光谷螺旋式上升至+3.600m（+4.500m）标高楼板。整个楼梯不设柱，除端支座外，楼梯大部分重量由拉杆传至楼板圈梁。效果图建筑方案-6.0m平面图建筑方案-0.5m平面图建筑方案4.5m平面图建筑方案10.0m平面图建筑方案设计依据的规范、规程：

《建筑结构荷载规范》（GB5009-2001）

《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）《钢结构设计规范》（GB50017-2003）《城市人行天桥与人行地道技术规范》（CJJ69-1995）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）上海市工程建设规范《建筑抗震设计规程》（DGJ08-9-2003）

二、设计依据设计原则与标准

设计依据基本结构型式与体系钢结构，箱型截面两端支承在钢筋混凝土结构上坡道离心侧设置钢拉杆变形控制标准挠度值：400/L坡道内外侧的横向坡度:<2%自振频率第一阶自振频率:>3Hz设计计算与应力分析通过建立有限元整体模型进行计算荷载：自重、人群、温度及地震力等作用

抗震标准乙类建筑，抗震设防烈度七度，场地土特征周期为0.9s，设计基本地震加速度0.1g，水平地震影响系数最大值为0.08三、结构计算

----采用通用有限元计算程序基本假定

坐标系

竖直向上为Z轴正向，楼梯平面椭圆长轴方向为X轴，短轴方向为Y轴。两端支座约束始端支座：固定终端支座:仅释放横桥向转动约束自振频率有限元模态分析考虑楼梯自重人群活载分布活载全布于楼梯内半宽（靠近阳光谷侧）活载分布于楼梯外半宽（拉杆侧）活载平均分布于楼梯全宽

两种方法建模计算梁单元壳单元有限元模型壳单元建模有限元模型梁单元建模结构计算方案一中间平台设置三个三向刚性撑杆支座

方案二中间平台设置三个YZ双向刚性撑杆支座，在沿坡道方向（顺桥向）设置可以沿X向变形的橡胶支座，以减小由温差产生的支座反力

支座X向反力较大结构自振频率较小(3.0Hz)相互矛盾温度变化非抗震工况组合，有第一种工况：1.2G+1.4Q1+1.4QT；（Q1取为5kN/m2）第二种工况：1.2G+1.4Q1-1.4QT；第三种工况：1.2G+1.4Q1；第四种工况：1.2G+1.4Q1n+1.4QT；（Q1n取为8kN/m2）第五种工况：1.2G+1.4Q1n-1.4QT；第六种工况：1.2G+1.4Q1w+1.4QT；（Q1w取为8kN/m2）第七种工况：1.2G+1.4Q1w-1.4QT；第八种工况：1.0G+1.0Q1n-1.0QT（位移计算）抗震工况组合，有(抗震组合考虑Q’=1kN/m²的活荷载)第九种工况：1.2G+1.3Ex+0.5Ez+0.98Q’第十种工况：1.2G+1.3Ey+0.5Ez+0.98Q’第十一种工况：1.2G-1.3Ex+0.5Ez+0.98Q’第十二种工况：1.2G-1.3Ey+0.5Ez+0.98Q’第十三种工况：1.2G+1.3Ex-0.5Ez+0.98Q’第十四种工况：1.2G+1.3Ey-0.5Ez+0.98Q’第十五种工况：1.2G-1.3Ex-0.5Ez+0.98Q’第十六种工况：1.2G-1.3Ey-0.5Ez+0.98Q’荷载工况非抗震工况中的升温工况，第12根拉杆轴力为压力，在1.2G+1.4Q1n+1.4QT工况该拉杆压力最大，达-263.4kN降温工况与不考虑温度变化工况时，所有拉杆基本均为拉力，1.2G+1.4Q1+1.4QT工况下第10根拉杆轴力最大，为273.8kN。抗震工况中，第12根拉杆轴力为压力，在工况9下该拉杆压力最大，达到-265.7kN。工况9下第10根拉杆轴力最大，为277.2kN。根据标准荷载组合工况下的竖向位移分布图，同一横截面内外两侧的相对位移为：41.3mm。容许相对位移值为：b*2%=3000*2%=60mm，满足横向坡度不得大于2%的要求。结构计算静力计算结果

----拉杆轴力与坡道位移结构计算静力计算结果

----坡道应力(1.2G+1.4Q1n-1.4QT

)单位：Pa结构计算静力计算结果

----支座反力方案一Fx/kNFy/kNFz/kNMx/kN*mMy/kN*mMz/kN*m始端支座272-141355851950350终端支座-31521220510101840

平台三个支座3550-67718-3751160-213-3010-953429方案二Fx/kNFy/kNFz/kN平台三个支座27.9322.9711.519.8-138.9-122.813.0-110.8375.5自振性能分析

方案一方案二阶数自振频率/Hz自振振型自振频率/Hz自振振型15.41横向弯曲+扭转3.30X向平动25.58上半圈竖向弯曲6.58上半圈横向弯曲36.76扭转7.17扭转48.07扭转8.93横向弯曲58.64竖向弯曲+扭转11.97竖向弯曲+扭转69.3513.8079.9715.25810.3415.79910.7618.171011.0319.04结构计算第一证振型方案沃一第二态振型方案捉一第三伴振型方案魂一第一址振型方案皱二第二苦振型方案钩二第三杨振型方案罩二四、马结构货节点现设计楼梯斥洞边侦结构舍布置平台遮处锚陶固点始端惰支座终端序支座-6灯.5著m结踏构平脸面洞边候结构荷布置-0钥.5警8m睛结构息平面洞边搞结构宵布置3.咽52签~4誉.4砖2m卖平面洞边新结构骗布置平台五支座易（方锋案一墨）结构董节点舰设计平台子支座鸟(油方案蜡二)结构杨节点茂设计X方向橡胶揭支座害材料栽性能始端坊节点孝设计结构垂节点座设计起坡才处立给面起坡娱处平扁面结构追节点霜设计终端使支座距设计结构寺节点倒设计钢筋鸡混凝犬土梁结构脑节点鹿设计小结世博议轴阳召光谷摧旋转勉楼梯将建筑剂造型谅新颖半复杂忽，使亩结构甘设计辞面临献相当宏大的辉困难允。通丢过计逼算和牙分析倚，结融论如扒下：拉杆风出现烫轴压币力，孟仅是本由升越温工攻况导默致，乐与活贺荷载老分布兴情况起无关璃。升蒙降温宰工况环会对百支座扒反力毯，尤锡其X次向（粘顺桥贷向）嫩产生万较大钩影响悉。0.涨5m盒平台修处支瞧座方案广一采碗用三早向刚摊性撑悉杆时兼，支洪座X火反力姑值大化，达逝到3敞55什0k角N.狮撑茧杆支秀座的暂设计曾施工揭难度明大。异结构刮自振蜓频率大5.覆41塔Hz湖；方案哗二采轻用两慎向撑晴杆，笨X向辅采用萍LR幕B谎40帽0型屈橡胶穴支座茎时，寺X向养反力弟减小翼，但浆结构烟自振爪频率盯降低举为3咏.3顷0H害z。楼梯居终端启支座擦设计窄为约绑束平洽动与胖扭转逗自由富度的榨铰支狭座，响坡道久整体网结构熟本身管满足裤要求粘，但收是端澡支座趟的支芝座反汗力较爬大，梁将会驱对支进撑终祝端支擦座的宇混凝伯土悬嫌臂梁呀的设属计与双施工兔造成压很大痒难度旱。地震谅作用涌工况堪不起弃控制叛作用奥，各糟荷载张组合廉下内亲力和剧变形拳都在抛允许猫范围梨内。储各种鲁荷载链组合叔下的袭应力枣相差茧不大图。除复去应芦力集仓中点存，楼循梯m屯is牌es扭应力蜘普遍晒在1恩00盏MP食a~拉15识0M角Pa快，但狱是应谷谨慎杆做好际接头过处的束设计卧与施丹工，甜尽量界避免抽应力逝集中径。计算罢用钢办量约笛为3耽50递吨。谢铺谢懒！基本米结构艺型式嚷与体灿系坡道食平面基本默结构旋型式纯与体耍系坡道白剖面钢箱辰梁标辱准断猴面基本绿结构蛇型式帮与体背系拉杆右处箱旨梁断蚂面基本售结构箭型式凝与体同系下部统支座即节点创验算荷载担示意魂图及子计算烦简图节点夹板强简度计踏算1、误剪切掀面承跃载力设验算怠：节点福板采辈用Q帽34哈5B梅钢材肝进行券计算节点茶板厚骗度2衬5M限M，牺抗压厘、抗迅弯、授抗拉玻设计飞值为由，迁抗剪福设计清值为观，局广部抗蜻压设乒计值领为2、删剪切周承载境力计爱算：训因述此剪滴切承老载力容满足耀强度样要求床。3、汇抗拉掩承载斯力计捆算：斜因此锡抗拉让承载咸力满插足强勒度要桨求。4、唯局部月抗压缴承载殿力计猴算：我因此舰局部咏抗压吃承载浊力满评足强县度要袭求。5、畜焊缝真连接暖计算录：对于享25漆mm属厚度艘的节血点板雁与加沈劲板不之间诉的连杏接采关用全山熔透辈的对甲接坡丧口焊全缝连广接，对于览节点浩板厚胀度2茂5m欲m的滚坡口已焊缝零，抗兽压、主抗弯某、抗枕拉设协计值崇为，抗剪终设计容值为焊缝旦计简忽图坡口猴焊计算链过程门一（1嗽）最源大正坐应力麦位置唉的强最度计孙算最大扎正应借力为雹：最大斤正应名力附穿近的怎剪应断力为臭：拉应麻力为令：故折流算应辣力为计算绳过程房诚二（2董）最颈大剪违应力激位置果的强紫度计螺算最大会剪应害力为妻：最大渠剪应背力位场置的折正应相力为么：0拉应川力为熄：故折垮算应遵力为故焊寨缝满很足强狗度要妻求。平台泻支座贵验算计算制简图计算傻过程丙三1、修剪切牲面承虫载力无验算夹：节点园板采寸用Q镇34仆5B截钢材农进行卷计算节点走板厚宝度6喉0M龄M，努抗压尤、抗支弯、两抗拉必设计割值为技，耻抗剪惜设计津值为草，局村部抗普压设鹿