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某酒店玻璃采光頂張弦結構設計

來源:中國幕墻網收集整理  作者:羅光華  日期:2012-10-12
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  【摘要】本文結合喜來登酒店玻璃采光頂的結構設計,介紹張弦梁采光頂結構的計算、拉索預應力的確定、張弦梁的屈曲分析及主要節點的設計,可滿足工程使用要求。
  【關鍵詞】張弦梁 預 應力 非 線性
  【中國幕墻網】玻璃采光頂越來越多的運用到現代建筑中,尤其是用在商場、 會展等大型公共建筑中。支承體系玻璃采光頂的重要組成部分,其不但承受自身和玻璃的質量,而且外荷載也通過玻璃最終傳遞給支承結構。玻璃采光頂支承體系主要分為以下3中類型[ 1 ] :剛性支承體系,如剛架桁架及網殼等;柔性支承體系,如索桿體系、 單層索網體系、 雙層索網體系等;半剛性支承體系,如張弦梁等。

  張弦梁結構是由上弦剛性梁(桁架)、 撐桿以及下弦柔性索組成的自平衡體系[ 2 ] ,其合理的將各種構件特性(抗拉、 抗壓、 抗壓彎)組合在一起,充分發揮了各自的材料力學性能,因而整個體系具有許多良好的受力性能,在中小跨度中,結構構件可以做得比較纖細,能更好的滿足玻璃采光頂的建筑要求。

  1 工程概況
  珠海十字商務中心喜來登酒店玻璃采光頂位于主樓與裙房之間中庭位置,結構采用單層空間網格+張 弦梁鋼結構體系,結構網格采用水平和斜交形式,每個網格形狀為平行四邊形,水平網格間距為1.5m,每隔三個網格間距設置一個支撐點,整個結構外形為網狀盒子形狀。由于屋面跨度比較大,而且建筑要求桿件截面盡量小,因此屋面部分結構采用張弦梁,每隔4.5m設置一榀張弦梁,總共15榀,張弦梁結構跨度約從12.9m~ 29.6m 變化,矢高約從1.35m ~ 2.55m 變化,結構頂標高最高約23.500m高,屋面最大投影尺寸約為29.6mx 90.14m ( 最長位置尺寸) ,平面呈葉片形狀。采光頂整體結構支座連接形式分為兩種:一部分采用固接,與裙房屋面和地面連接;另一部分柱與主塔樓連接,采用滑動支座連接,僅傳遞豎向荷載,不傳遞水平力。由于建筑使用功能要求,在結構的東側開了一個很大的門洞,結構平面及三維軸側圖如下圖1和圖2 :


  2 荷載取值及工況組合
  2.1荷 載取值:

  (1)附加恒載:

  2屋面及立面玻璃自重:1.0KN/m2 ,天花吊頂:21.0KN/m2,局部吊掛:2KN/點 (共28個點);

  (2)活荷載:0.5kN/m2(不上人屋面);

  (3)風荷載

  基本風壓:W0=0.85kN/m2(50年一遇),體型系數按規范[3]取值如下:


  (4 )地震作用

  抗震設防類別為丙類,抗震設防烈度:7度,設計基本地震加速度值為0.10g ,特征周期為0.4s ,設計地震分組為第一組,場地類別為Ⅱ類場地,阻尼比為0.02。

  2 . 2工況組合:

  (1)驗算強度及穩定時按承載能力極限狀態組合:

  1、1.2恒 載+1.4活 載;

  2、1.35恒 載+1.4 x 0.7活載;

  3、1.2恒 載+1.4活載+1.4x0.6風荷載;

  4、1.0恒 載+1.4風荷載;

  5、1.2(恒載+0.5活載)+1.3x水平地震;

  6、1.2(恒載+0.5活載)+11.3x豎向地震;
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