建筑結(jié)構丨世界上面積最大的會展綜合體(共4頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上建筑結(jié)構丨世界上面積最大的會展綜合體 中國博覽會會展綜合體商業(yè)中心跨越地鐵車站而建，結(jié)構體系采用鋼框架支撐筒體，支撐跨兩層布置。主體結(jié)構通過沿環(huán)形布置的轉(zhuǎn)換桁架傳遞豎向荷載，最大轉(zhuǎn)換桁架跨度達117m。立面支撐根據(jù)其受力特點，分別采用常規(guī)支撐、屈曲約束支撐以及屈曲約束鋼板剪力墻三種形式。該項目為世界上面積最大的建筑單體和會展綜合體，目前已竣工。1 工程概況中國博覽會會展綜合體項目北塊（簡稱中博會）位于上海市西部（圖1），總建筑面積約147萬m2，將成為世界上規(guī)模最大、最具競爭力的國際一流會展綜合體。商業(yè)中心E1單體位于中博會的中心區(qū)域，主要功能為商業(yè)、餐飲和辦公。地下

2、1層，地上7層，總建筑面積約11.1萬m2，建筑高度43m。建筑平面呈環(huán)形，內(nèi)徑54.5m，外徑83m，中心區(qū)域為圓形露天廣場。徑向軸網(wǎng)將圓環(huán)分為44份，軸網(wǎng)間距8.2°（局部8°）。外環(huán)柱間距約12m，內(nèi)環(huán)柱間距約8m，徑向柱距9.5m。典型建筑剖面和平面圖見圖2。圖1 建筑效果圖（a）建筑剖面圖（b）典型建筑平面圖圖2 建筑剖面圖及典型建筑平面圖 E1坐落于地鐵二號線終點站徐涇東路站上方，且首層有東西向和南北向通道貫通，上部結(jié)構需轉(zhuǎn)換。該車站為既有線路終點站，線路為東西走向，地下設備用房面積大，南北向長度達到78m（圖3，虛線部分為下方地鐵通道）。出于地鐵保護需要，結(jié)構

3、轉(zhuǎn)換柱離地鐵結(jié)構至少3m以上距離。因此，東、西兩側(cè)跨線轉(zhuǎn)換跨度大，最大轉(zhuǎn)換跨度為117m，南、北兩側(cè)通道轉(zhuǎn)換跨度相對較小，轉(zhuǎn)換跨度約36m，轉(zhuǎn)換結(jié)構沿建筑內(nèi)、外立面布置。轉(zhuǎn)換區(qū)域總面積達到了建筑平面面積的60%。圖3 E1平面概況由于轉(zhuǎn)換結(jié)構的跨度大，轉(zhuǎn)換結(jié)構以上的樓層較多，故采用鋼結(jié)構以減小結(jié)構自重，同時降低在地鐵上方施工的難度。結(jié)構的豎向力體系為側(cè)立面鋼桁架與樓面鋼板組合樓板形成的箱形曲梁和框架支撐筒形成的支承結(jié)構；結(jié)構的抗側(cè)力體系為框架支撐筒和徑向鋼框架形成的雙重體系（圖4）。施工現(xiàn)場照片見圖5。（a）結(jié)構模型（b）立面鋼桁架與樓面鋼板組合樓板（c）鋼框架支撐筒（d）徑向鋼框架圖4 結(jié)構

4、豎向力體系圖5 施工現(xiàn)場照片 內(nèi)、外圈支撐筒立面展開圖見圖6。支撐桿件跨2層連續(xù)布置，斜桿傾斜角度為3762°。內(nèi)圈斜撐與建筑門洞矛盾處設置鋼板墻，根據(jù)受力大小，鋼板厚度取2040mm，鋼板墻位于建筑造型之后，不影響建筑立面效果。（a）外圈立面展開圖（b）內(nèi)圈立面展開圖（c）斜桿跨層布置（d）鋼板墻圖6 鋼框架支撐筒立面展開圖2 減震設計2.1 屈曲約束支撐設計為改善結(jié)構的延性，提高地震下的樓層耗能能力，并保護主要的轉(zhuǎn)換構件發(fā)生破壞，選取部分支撐采用了耗能型的屈曲約束支撐（圖7，簡稱BRB）。該部分支撐在豎向荷載作用下受力較小，主要承擔地震作用，該部分支撐屈服可不對主體結(jié)構的豎向承載

5、能力產(chǎn)生不利影響。圖7 外立面BRB支撐布置屈曲約束支撐按照小震彈性設計，在小震組合下，BRB的應力比基本接近1.0，目的是使BRB在中震下能先于轉(zhuǎn)換構件進入屈服，BRB滯回曲線穩(wěn)定、飽滿，具有正的增量剛度（圖8）。其屈服承載力、最大壓力、最大拉力均不大于設計極限承載力的1.1倍；最后一級變形第3次循環(huán)的承載力未出現(xiàn)下降；支撐試件的抗震性能滿足要求。圖8 BRB支撐軸向加載滯回曲線2.2 屈曲約束鋼板墻設計E1內(nèi)環(huán)立面采用交叉斜撐布置后，影響了建筑門洞的布置。為避開門洞，在內(nèi)環(huán)立面的梁柱框架區(qū)隔內(nèi)采用鋼板墻代替斜撐，如圖9所示。鋼板墻位于27層的6個樓層范圍內(nèi)，平面位置共計8處，分別以W1W8

6、進行編號。圖9 內(nèi)環(huán)立面的鋼板墻布置鋼板墻以周邊的梁、柱框架為支承邊界，為提高其穩(wěn)定性，沿門洞周邊設置支承邊界。支承邊界處的梁、柱構件采用H型截面。鋼板墻的典型區(qū)隔尺寸為2m×2.25m和4m×2.8m。非轉(zhuǎn)換區(qū)的鋼板墻（編號為W1/W2/W6W8）采用了屈曲約束鋼板墻（圖10），其中W2的芯材鋼板厚度為20mm，W7與W8的芯材鋼板厚度為16mm，W1與W6的芯材鋼板厚度為6mm，芯材鋼板材性均為Q345B。圖10 典型鋼屈曲約束板墻的構造本工程采用的屈曲約束鋼板墻的芯材鋼板形式見圖11，墻板兩側(cè)有局部削弱，僅在上下端部與邊框連接。該屈曲約束鋼板一般不承受豎向荷載作用，僅

7、承擔單一水平方向的剪力。（a）芯材鋼板布置 （b）鋼板墻芯板屈服線示意圖11 屈曲約束鋼板剪力墻委托同濟大學對本工程的屈曲約束鋼板剪力墻（BRW）進行性能試驗。試驗加載示意見圖12。圖12 屈曲約束鋼板墻試驗加載照片及加載示意試驗整個過程中，鋼板墻角部除了有部分混凝土碎屑之外，沒有出現(xiàn)撕裂或局部失穩(wěn)現(xiàn)象，混凝土板沒有開裂，說明鋼板墻的連接及面外約束是合理且可靠的。試件按1/100鋼板墻高度的變形往復1次后，其滯回曲線穩(wěn)定、飽滿，具有正的增量剛度（圖13）。試件的屈服承載力為設計屈服承載力的0.93倍；沒有出現(xiàn)局部失穩(wěn)、滑移或撕裂情況；屈曲約束鋼板剪力墻試件的性能滿足設計要求。圖13 屈曲約束鋼板墻的荷載-位移曲線3 結(jié)語限于地鐵轉(zhuǎn)換的原因，工程主要為豎向荷載控制。由于本工程結(jié)構的抗側(cè)剛度及承載力均較大，采用了屈曲約束支撐及屈曲約束鋼板墻，通