1、某國際展覽中心 屋蓋網架結構設計與施工一 工程概況某展館屋蓋縱向投影尺寸為379m橫向投影尺寸最大為154m,投影面積約為5.5萬itf,分A、B、C三個區，為目前國內最大的專業家具展覽中心。屋蓋采用了出屋面的斜拉弧形網架結構，網架采用正放四角錐螺栓球節點形式，其縱向柱距 A C區為21m B區為30m,跨向柱距為 90ml沿跨向設置鋼管拉桿，縱向設置預應力拉索，并在跨向大懸挑端處設置垂直鋼管錨桿與地下基礎連接，網架通過鋼管斜拉桿和預應力拉索懸掛在與下部鋼筋混凝土柱相連的箱形鋼柱上。整個展館由于跨度大，柱子少，有效使用面積大，使展覽中心產生了較好的使用效果和經濟效益。同時由于展覽中心的建筑造型

2、氣勢雄偉，建成之后，已成為當地的標志性建筑之一，圖1 為屋面網架平面布置及剖面圖。M叟 A&_ M3 得里 墨 碧烏 ss 三里 MB冠甥獎褊鵲裁2*。*三障鞋除。,一，jlsJIMn=J*。-江二>一f H二ifcJF: 。9«，承一。口 EEFF.勺事11。，/a步1-3.施?。、薩*。一S-£EE£CA0«0乜0*一一= % -p»，p 011曲II串一l?，f!IHLIRiBA4l第中。*。電IJIM*IM.，l1llg一 010si，Ei。口一*，不-市 .。a?»。,!?一口一fi 小,，。電。，。u0bF.

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12、筋混凝土柱截面做得很大，往往不美觀也不經濟，而本工程可以采用兩側平衡的斜拉桿，且懸挑端（外墻邊）可設垂直豎向拉錨桿，使得結構體系很合理。網架采用正放四角錐弧形變厚度形式，由于有屋面斜拉桿，90m 跨中處厚度可以做到僅 3.5m， 考慮到斜拉桿連接的方便性，支承柱上部采用鋼結構，鋼筋混凝土大柱伸至于網架內部，上部16m 改用鋼柱進行連接。鋼柱和鋼筋混凝土柱間設計成鉸接，最大程度減少了屋蓋對柱子的彎矩。斜拉桿的作用力很大，結構上不需要施加預應力，設計時考慮施工方便沒有采用鋼索而是采用了無縫鋼管拉桿。由于高低跨交界處低跨網架無法設斜拉結構，在高低跨網架之間設置了垂直拉桿使A、B、C三區的網架起協同工

13、作，避免了低跨網架出現開口端大跨度。鋼柱、拉桿和屋面網架結構分析時整體計算，共有5597 個節點，21350根桿件，采用SFCAD2000乍優化設計。分析結果顯示除與拉桿相連的節點的少量桿件外，網架結構的桿件受力不是很大，基本上都可用螺栓球節點連接。拉桿與網架球節點的連接，因拉桿最大拉力達4170kN, 焊接球也無法滿足受力要求，設計時考慮球內加穿透肋板進行力的傳遞。經研究， 采用圖 2 中的焊接球與鋼管連接大樣。焊接球選用材質為 Q235B型號為。500X 20的兩個半球分別與 60mmB的連接板連接。連接板與鋼管的端頭板通過 。100軸銷（45#鋼）連接。與鋼柱相連拉桿截面分別為 。351

14、 X 14、（）351 X 16 與（）351 X 20,與基礎連接錨桿截面分別為 。402 X 20、e 351 X 14、（）351 X16。拉（錨）桿長度均在 20m以上，高跨處最長為 35m,全部采用無縫鋼管。出屋面鋼柱高16項 開始時設計考慮采用 。800>< 25圓鋼管截面，因圓鋼管截面各向同性， 焊接連接節點處理簡單，但此類鋼管型號國內較少，且工期較緊，經設計分析計算，改用口 800 X 600 X 22箱形斷面柱。在斜拉桿與箱形鋼柱連接節點處及網架節點與箱形鋼柱連接節點處的鋼柱部份均加設肋板，防止鋼柱在拉力作用下變形。其中拉桿與箱形鋼柱連接節點處采用二塊肋板，因為此

15、處拉力最大達到4000kN 以上。此外加肋板與鋼柱的連接均為剖口等強焊接。在此區域附近，箱形鋼柱鋼板對接焊縫均為一級。鋼柱與網架連接具體做法詳見圖2中節點大樣圖，網架上弦通過半球與箱形柱連接。箱形柱底部相當于網架的較接支座，箱形柱底板采用-1200 X 1000X36鋼板，下面設-1100X 900 X 80弧形壓力支座，共設 20-M30帶彈簧的柱腳螺栓。圖2鋼柱拉桿節點示意圖出屋面部分的平面外穩定考慮在鋼柱與鋼柱之間采用小預應力交叉鋼索作為柱間支撐。斜拉索采用預應力鋼絲束 19。s5拉接，張拉時控制鋼絲束的張緊力為 30kN40kN。 在鋼柱上一邊設固定端， 另一端設張拉端，這樣整個結構達

16、到幾何穩定性。 詳見圖3所示。屋面上荷載作用有網架自重、金屬屋面板、吊頂、馬道、活動幕和活荷載。該工程屋 面造型復雜，為確定風荷載的取值進行了風洞試驗。試驗表明屋面風荷載基本上以負風壓 為主。經過結構受力計算，風荷載對結構內力不起控制作用，只是在懸挑端處對網架桿件 有影響。由于該結構長寬兩個方向的尺寸均較大，需對在溫度變化情況下，結構的內力和 位移進行計算，設計時考慮了土 25c的溫度變化。在最不利組合荷載作用下，網架節點最 大撓度為130mm在不考慮活荷載作用下， 網架豎向撓度僅為 90mm懸挑端網架撓度15mm經過分析，發現此種形式的斜拉網架剛度較好，整體水平變形較小。網架結構的網格尺寸較

17、大，基本網格尺寸為4.2m x 5m,為避免桿件運輸和安裝過程中的變形和失穩，最小桿件4 245X20,高強螺栓截面取。75.5 X 3.75 o經設計優化計算，網架最大桿件截面規格為規格M2A M64圖3預應力拉索節點示意圖三網架施工由于本工程結構形式的特殊性，在施工前制定了詳細的施工組織設計方案。網架總體 施工方法為分區分塊對稱安裝，固定胎架、滑移工作平臺和局部吊裝相結合的方法。在各 區段施工中，首先在斜拉桿與焊接球連接部位區域搭設固定胎架，此胎架在斜拉桿還未承 力前作為網架的一個支點，應滿足結構受力需要，同時使拉桿安裝時方便、準確。因跨度 較大，該胎架承受荷載較大，在搭設前經過嚴格的計算。對于其余部分網架的安裝則采用 滿堂腳手架（懸挑部分）與滑移工作平臺（室內部份）相結合的高空散裝形式。鋼柱的安 裝采用40T的汽車吊將鋼柱吊至于混凝土柱頂，用全站儀對鋼柱進行調平、調直，并與碎 柱頂連接固定。斜拉桿采用 80T履帶吊進行安裝，同時進行另外方向的預應力交叉拉索的 安裝與張拉。在每一分塊安裝過程中，遵照施工組織設計的要求，按步驟進行施工。特別 由于拉桿與鋼柱、拉桿（錨桿）與網架的連接均采