世博會旋轉(zhuǎn)坡道

世博軸陽光谷

旋轉(zhuǎn)樓梯匯報(bào)

2008.10.30建筑方案1

設(shè)計(jì)依據(jù)2節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

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結(jié)構(gòu)計(jì)算

3目錄15節(jié)點(diǎn)計(jì)算

一、建筑方案世博軸陽光谷旋轉(zhuǎn)樓梯的建筑構(gòu)想是一個通透性好、與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)一致的現(xiàn)代化樓梯。該樓梯環(huán)繞陽光谷螺旋而上，是-6.0m、-0.5m與4.5m層的重要連接通道。樓梯水平投影為一橢圓，長軸26.1m，短軸19.4m。中間設(shè)約13m長的休息平臺。樓梯外側(cè)與樓板之間每隔約5m設(shè)鋼拉桿。樓梯從-6.000m標(biāo)高底板繞陽光谷螺旋式上升至+3.600m（+4.500m）標(biāo)高樓板。整個樓梯不設(shè)柱，除端支座外，樓梯大部分重量由拉桿傳至樓板圈梁。效果圖建筑方案-6.0m平面圖建筑方案-0.5m平面圖建筑方案4.5m平面圖建筑方案10.0m平面圖建筑方案設(shè)計(jì)依據(jù)的規(guī)范、規(guī)程：

《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB5009-2001）

《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010-2002）《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2003）《城市人行天橋與人行地道技術(shù)規(guī)范》（CJJ69-1995）《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2001）上海市工程建設(shè)規(guī)范《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)程》（DGJ08-9-2003）

二、設(shè)計(jì)依據(jù)設(shè)計(jì)原則與標(biāo)準(zhǔn)

設(shè)計(jì)依據(jù)基本結(jié)構(gòu)型式與體系鋼結(jié)構(gòu)，箱型截面兩端支承在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)上坡道離心側(cè)設(shè)置鋼拉桿變形控制標(biāo)準(zhǔn)撓度值：400/L坡道內(nèi)外側(cè)的橫向坡度:<2%自振頻率第一階自振頻率:>3Hz設(shè)計(jì)計(jì)算與應(yīng)力分析通過建立有限元整體模型進(jìn)行計(jì)算荷載：自重、人群、溫度及地震力等作用

抗震標(biāo)準(zhǔn)乙類建筑，抗震設(shè)防烈度七度，場地土特征周期為0.9s，設(shè)計(jì)基本地震加速度0.1g，水平地震影響系數(shù)最大值為0.08三、結(jié)構(gòu)計(jì)算

----采用通用有限元計(jì)算程序基本假定

坐標(biāo)系

豎直向上為Z軸正向，樓梯平面橢圓長軸方向?yàn)閄軸，短軸方向?yàn)閅軸。兩端支座約束始端支座：固定終端支座:僅釋放橫橋向轉(zhuǎn)動約束自振頻率有限元模態(tài)分析考慮樓梯自重人群活載分布活載全布于樓梯內(nèi)半寬（靠近陽光谷側(cè)）活載分布于樓梯外半寬（拉桿側(cè)）活載平均分布于樓梯全寬

兩種方法建模計(jì)算梁單元?dú)卧邢拊Ｐ蜌卧Ｓ邢拊Ｐ土簡卧＝Y(jié)構(gòu)計(jì)算方案一中間平臺設(shè)置三個三向剛性撐桿支座

方案二中間平臺設(shè)置三個YZ雙向剛性撐桿支座，在沿坡道方向（順橋向）設(shè)置可以沿X向變形的橡膠支座，以減小由溫差產(chǎn)生的支座反力

支座X向反力較大結(jié)構(gòu)自振頻率較小(3.0Hz)相互矛盾溫度變化非抗震工況組合，有第一種工況：1.2G+1.4Q1+1.4QT；（Q1取為5kN/m2）第二種工況：1.2G+1.4Q1-1.4QT；第三種工況：1.2G+1.4Q1；第四種工況：1.2G+1.4Q1n+1.4QT；（Q1n取為8kN/m2）第五種工況：1.2G+1.4Q1n-1.4QT；第六種工況：1.2G+1.4Q1w+1.4QT；（Q1w取為8kN/m2）第七種工況：1.2G+1.4Q1w-1.4QT；第八種工況：1.0G+1.0Q1n-1.0QT（位移計(jì)算）抗震工況組合，有(抗震組合考慮Q’=1kN/m2的活荷載)第九種工況：1.2G+1.3Ex+0.5Ez+0.98Q’第十種工況：1.2G+1.3Ey+0.5Ez+0.98Q’第十一種工況：1.2G-1.3Ex+0.5Ez+0.98Q’第十二種工況：1.2G-1.3Ey+0.5Ez+0.98Q’第十三種工況：1.2G+1.3Ex-0.5Ez+0.98Q’第十四種工況：1.2G+1.3Ey-0.5Ez+0.98Q’第十五種工況：1.2G-1.3Ex-0.5Ez+0.98Q’第十六種工況：1.2G-1.3Ey-0.5Ez+0.98Q’荷載工況非抗震工況中的升溫工況，第12根拉桿軸力為壓力，在1.2G+1.4Q1n+1.4QT工況該拉桿壓力最大，達(dá)-263.4kN降溫工況與不考慮溫度變化工況時，所有拉桿基本均為拉力，1.2G+1.4Q1+1.4QT工況下第10根拉桿軸力最大，為273.8kN?？拐鸸r中，第12根拉桿軸力為壓力，在工況9下該拉桿壓力最大，達(dá)到-265.7kN。工況9下第10根拉桿軸力最大，為277.2kN。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)荷載組合工況下的豎向位移分布圖，同一橫截面內(nèi)外兩側(cè)的相對位移為：41.3mm。容許相對位移值為：b*2%=3000*2%=60mm，滿足橫向坡度不得大于2%的要求。結(jié)構(gòu)計(jì)算靜力計(jì)算結(jié)果

----拉桿軸力與坡道位移結(jié)構(gòu)計(jì)算靜力計(jì)算結(jié)果

----坡道應(yīng)力(1.2G+1.4Q1n-1.4QT

)單位：Pa結(jié)構(gòu)計(jì)算靜力計(jì)算結(jié)果

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

平臺三個支座3550-67718-3751160-213-3010-953429方案二Fx/kNFy/kNFz/kN平臺三個支座27.9322.9711.519.8-138.9-122.813.0-110.8375.5自振性能分析

方案一方案二階數(shù)自振頻率/Hz自振振型自振頻率/Hz自振振型15.41橫向彎曲+扭轉(zhuǎn)3.30X向平動25.58上半圈豎向彎曲6.58上半圈橫向彎曲36.76扭轉(zhuǎn)7.17扭轉(zhuǎn)48.07扭轉(zhuǎn)8.93橫向彎曲58.64豎向彎曲+扭轉(zhuǎn)11.97豎向彎曲+扭轉(zhuǎn)69.3513.8079.9715.25810.3415.79910.7618.171011.0319.04結(jié)構(gòu)計(jì)算第一證振型方案沃一第二態(tài)振型方案捉一第三伴振型方案魂一第一址振型方案皺二第二苦振型方案鉤二第三楊振型方案罩二四、馬結(jié)構(gòu)貨節(jié)點(diǎn)現(xiàn)設(shè)計(jì)樓梯斥洞邊偵結(jié)構(gòu)舍布置平臺遮處錨陶固點(diǎn)始端惰支座終端序支座-6燈.5著m結(jié)踏構(gòu)平臉面洞邊候結(jié)構(gòu)荷布置-0鑰.5警8m睛結(jié)構(gòu)息平面洞邊搞結(jié)構(gòu)宵布置3.咽52簽~4譽(yù).4磚2m賣平面洞邊新結(jié)構(gòu)騙布置平臺五支座易（方鋒案一墨）結(jié)構(gòu)董節(jié)點(diǎn)艦設(shè)計(jì)平臺子支座鳥(油方案蠟二)結(jié)構(gòu)楊節(jié)點(diǎn)茂設(shè)計(jì)X方向橡膠揭支座害材料栽性能始端坊節(jié)點(diǎn)孝設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)垂節(jié)點(diǎn)座設(shè)計(jì)起坡才處立給面起坡娛處平扁面結(jié)構(gòu)追節(jié)點(diǎn)霜設(shè)計(jì)終端使支座距設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)寺節(jié)點(diǎn)倒設(shè)計(jì)鋼筋雞混凝犬土梁結(jié)構(gòu)腦節(jié)點(diǎn)鹿設(shè)計(jì)小結(jié)世博議軸陽召光谷摧旋轉(zhuǎn)勉樓梯將建筑劑造型諒新穎半復(fù)雜忽，使畝結(jié)構(gòu)甘設(shè)計(jì)辭面臨獻(xiàn)相當(dāng)宏大的輝困難允。通丟過計(jì)逼算和牙分析倚，結(jié)融論如扒下：拉桿風(fēng)出現(xiàn)燙軸壓幣力，孟僅是本由升越溫工攻況導(dǎo)默致，樂與活賀荷載老分布興情況起無關(guān)璃。升蒙降溫宰工況環(huán)會對百支座扒反力毯，尤錫其X次向（粘順橋貸向）嫩產(chǎn)生萬較大鉤影響悉。0.漲5m盒平臺修處支瞧座方案廣一采碗用三早向剛攤性撐悉桿時兼，支洪座X火反力姑值大化，達(dá)逝到3敞55什0k角N.獅撐繭桿支秀座的暫設(shè)計(jì)曾施工揭難度明大。異結(jié)構(gòu)刮自振蜓頻率大5.覆41塔Hz湖；方案嘩二采輕用兩慎向撐晴桿，笨X向輔采用萍LR幕B謊40帽0型屈橡膠穴支座莖時，寺X向養(yǎng)反力弟減小翼，但漿結(jié)構(gòu)煙自振爪頻率盯降低舉為3詠.3頃0H害z。樓梯居終端啟支座擦設(shè)計(jì)窄為約綁束平洽動與胖扭轉(zhuǎn)逗自由富度的榨鉸支狹座，響坡道久整體網(wǎng)結(jié)構(gòu)熟本身管滿足褲要求粘，但收是端澡支座趟的支芝座反汗力較爬大，梁將會驅(qū)對支進(jìn)撐終祝端支擦座的宇混凝伯土懸嫌臂梁呀的設(shè)屬計(jì)與雙施工兔造成壓很大癢難度旱。地震諒作用涌工況堪不起棄控制叛作用奧，各糟荷載張組合廉下內(nèi)親力和劇變形拳都在拋允許貓范圍梨內(nèi)。儲各種魯荷載鏈組合叔下的襲應(yīng)力棗相差繭不大圖。除復(fù)去應(yīng)蘆力集倉中點(diǎn)存，樓循梯m屯is牌es扭應(yīng)力蜘普遍曬在1恩00盞MP食a~拉15識0M角Pa快，但獄是應(yīng)谷謹(jǐn)慎桿做好際接頭過處的束設(shè)計(jì)臥與施丹工，甜盡量界避免抽應(yīng)力逝集中徑。計(jì)算罷用鋼辦量約笛為3耽50遞噸。謝鋪謝懶！基本米結(jié)構(gòu)藝型式嚷與體燦系坡道食平面基本默結(jié)構(gòu)旋型式純與體耍系坡道白剖面鋼箱辰梁標(biāo)辱準(zhǔn)斷猴面基本綠結(jié)構(gòu)蛇型式幫與體背系拉桿右處箱旨梁斷螞面基本售結(jié)構(gòu)箭型式凝與體同系下部統(tǒng)支座即節(jié)點(diǎn)創(chuàng)驗(yàn)算荷載擔(dān)示意魂圖及子計(jì)算煩簡圖節(jié)點(diǎn)夾板強(qiáng)簡度計(jì)踏算1、誤剪切掀面承躍載力設(shè)驗(yàn)算?。汗?jié)點(diǎn)福板采輩用Q帽34哈5B梅鋼材肝進(jìn)行券計(jì)算節(jié)點(diǎn)茶板厚騙度2襯5M限M，犧抗壓厘、抗迅彎、授抗拉玻設(shè)計(jì)飛值為由，遷抗剪福設(shè)計(jì)清值為觀，局廣部抗蜻壓設(shè)乒計(jì)值領(lǐng)為2、刪剪切周承載境力計(jì)愛算：訓(xùn)因述此剪滴切承老載力容滿足耀強(qiáng)度樣要求床。3、匯抗拉掩承載斯力計(jì)捆算：斜因此錫抗拉讓承載咸力滿插足強(qiáng)勒度要槳求。4、唯局部月抗壓繳承載殿力計(jì)猴算：我因此艦局部詠抗壓吃承載濁力滿評足強(qiáng)縣度要襲求。5、畜焊縫真連接暖計(jì)算錄：對于享25漆mm屬厚度艘的節(jié)血點(diǎn)板雁與加沈勁板不之間訴的連杏接采關(guān)用全山熔透輩的對甲接坡喪口焊全縫連廣接，對于覽節(jié)點(diǎn)浩板厚脹度2茂5m欲m的滾坡口已焊縫零，抗獸壓、主抗彎某、抗枕拉設(shè)協(xié)計(jì)值崇為，抗剪終設(shè)計(jì)容值為焊縫旦計(jì)簡忽圖坡口猴焊計(jì)算鏈過程門一（1嗽）最源大正坐應(yīng)力麥位置唉的強(qiáng)最度計(jì)孫算最大扎正應(yīng)借力為雹：最大斤正應(yīng)名力附穿近的怎剪應(yīng)斷力為臭：拉應(yīng)麻力為令：故折流算應(yīng)辣力為計(jì)算繩過程房誠二（2董）最頸大剪違應(yīng)力激位置果的強(qiáng)紫度計(jì)螺算最大會剪應(yīng)害力為妻：最大渠剪應(yīng)背力位場置的折正應(yīng)相力為么：0拉應(yīng)川力為熄：故折垮算應(yīng)遵力為故焊寨縫滿很足強(qiáng)狗度要妻求。平臺瀉支座貴驗(yàn)算計(jì)算制簡圖計(jì)算傻過程丙三1、修剪切牲面承蟲載力無驗(yàn)算夾：節(jié)點(diǎn)園板采寸用Q鎮(zhèn)34仆5B截鋼材農(nóng)進(jìn)行卷計(jì)算節(jié)點(diǎn)走板厚寶度6喉0M齡M，努抗壓尤、抗支彎、兩抗拉必設(shè)計(jì)割值為技，恥抗剪惜設(shè)計(jì)津值為草，局村部抗普壓設(shè)鹿