前言

對(duì)大型公共建筑由外造型和內(nèi)功能所決定的平面及豎向上的復(fù)雜變化以及特殊空間需求,，通選自.投標(biāo)書代寫網(wǎng) yipai178.com 過(guò)立體管桁架+混凝土框架結(jié)構(gòu)體系實(shí)現(xiàn)；對(duì)大跨度空間結(jié)構(gòu)及特殊形式柱,，簡(jiǎn)要探討了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及設(shè)計(jì)控制準(zhǔn)則,，完成了多管相交節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，同時(shí)在整體中而非孤立地考察了局部關(guān)鍵節(jié)點(diǎn),；設(shè)計(jì)流程中引入了BIM技術(shù),，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了有效的專業(yè)配合、設(shè)計(jì)優(yōu)化深化,、設(shè)計(jì)校審及施工配合,。

項(xiàng)目名稱：重慶萬(wàn)達(dá)旅游城萬(wàn)達(dá)茂項(xiàng)目丨娛雪樂(lè)園
項(xiàng)目地點(diǎn)：重慶市沙坪壩區(qū)西永
業(yè)主單位：重慶萬(wàn)達(dá)城投資有限公司
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)：重慶市設(shè)計(jì)院丨第一建筑設(shè)計(jì)院
建筑面積：2.9萬(wàn)平方米
設(shè)計(jì)時(shí)間：2017～2018年

項(xiàng)目背景及概況

重慶萬(wàn)達(dá)茂（Wanda Mall）是超大型文化旅游項(xiàng)目，位于重慶市沙坪壩區(qū)西永片區(qū),，項(xiàng)目地塊南側(cè)緊臨西井大道,，為城市主干道；西側(cè)文旅西二路為城市次干道,。本項(xiàng)目總建筑面積21.4萬(wàn)㎡,，由商業(yè)街和大型室內(nèi)主題樂(lè)園（溫泉水樂(lè)園、海洋樂(lè)園,、娛雪樂(lè)園）組成,。商業(yè)街與主題樂(lè)園由中間消防通道分開各自獨(dú)立，三大樂(lè)園間通過(guò)結(jié)構(gòu)縫脫開,。

三個(gè)樂(lè)園中的娛雪樂(lè)園是目前全球最先進(jìn)的第四代室內(nèi)滑雪場(chǎng),，場(chǎng)內(nèi)設(shè)有多條不同坡度雪道，還有下雪體驗(yàn)區(qū),，給游客帶去北國(guó)冰雪風(fēng)景,。娛雪樂(lè)園總建筑面積約2.9萬(wàn)㎡，平面長(zhǎng)向189m,，短向142m,，地上高度28~40m，屋蓋呈北高南低,。

冷區(qū)鳥瞰圖

冷區(qū)主滑雪道效果圖

結(jié)構(gòu)體系

娛雪樂(lè)園下部結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),，分別在西南側(cè)有三層結(jié)構(gòu)（暖區(qū)），在東南側(cè)和西北側(cè)有單層滑雪道結(jié)構(gòu),，在東側(cè)有三層滑雪道結(jié)構(gòu),，均為混凝土框架結(jié)構(gòu)與外圍大空間框架相連,；西側(cè)單層混凝土框架與外圍大空間框架設(shè)縫脫開。屋蓋結(jié)構(gòu)為大跨度立體鋼桁架結(jié)構(gòu),，采用倒三角形立體管桁形式,，支座位于下部外圍框架柱上。桁架矢高3.9~9.2m,，最大跨度80.3m,。

下部結(jié)構(gòu)平面

屋蓋結(jié)構(gòu)平面(主桁架)

結(jié)構(gòu)側(cè)立面

滑道結(jié)構(gòu)剖面

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算分析采用整體建模，以考慮上下部結(jié)構(gòu)協(xié)同,。

下部混凝土結(jié)構(gòu)

上部鋼結(jié)構(gòu)

整體建模

結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性

整體穩(wěn)定分析顯示,，結(jié)構(gòu)失穩(wěn)首先體現(xiàn)為屋蓋鋼結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)，各失穩(wěn)形態(tài)為局部性桁架的側(cè)向彎曲扭轉(zhuǎn),，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性安全系數(shù)均≥4.2,。下部混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性則顯著高于屋蓋鋼結(jié)構(gòu)部分，其穩(wěn)定安全系數(shù)是屋蓋鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定安全系數(shù)的近2倍,，失穩(wěn)形態(tài)呈現(xiàn)一定的整體性結(jié)構(gòu)傾覆,。

屋蓋鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)形態(tài)

下部結(jié)構(gòu)失穩(wěn)形態(tài)

下部結(jié)構(gòu)失穩(wěn)時(shí)最大變位剖面

外圍混凝土框架柱穩(wěn)定性

建筑專業(yè)提出在外圍框架柱內(nèi)檢修通行的功能性需求，因此外圍大柱采用格構(gòu)柱（帶層間梁的框架）,。對(duì)懸臂柱分析表明,，按桿單元和實(shí)體單元建立的格構(gòu)柱與按桿單元建立的實(shí)腹工字形柱三者失穩(wěn)時(shí)形態(tài)一致，穩(wěn)定承載力接近,，柱內(nèi)開洞后對(duì)穩(wěn)定承載力影響不明顯,。此外，混凝土結(jié)構(gòu)分肢柱穩(wěn)定性高于整體格構(gòu)柱,。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)按規(guī)范剛性屋蓋單層排架柱取計(jì)算長(zhǎng)度控制整體格構(gòu)柱二階效應(yīng)基準(zhǔn),，同時(shí)偏安全按分肢與整體格構(gòu)柱等穩(wěn)定性原則控制分肢穩(wěn)定性，進(jìn)行承載力設(shè)計(jì),。

格構(gòu)柱與實(shí)腹柱,、桿單元與實(shí)體單元模型對(duì)比

節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

固定鉸支座及滑動(dòng)支座均采用成品球形鋼支座，球形鋼支座上承鑄鋼節(jié)點(diǎn)及一般節(jié)點(diǎn),。

一般節(jié)點(diǎn)

鑄鋼節(jié)點(diǎn)

分析計(jì)算表明,，采用全固定鉸支座方案時(shí)，個(gè)別支座水平剪力很大,，而通過(guò)設(shè)置若干滑動(dòng)支座,，可有效調(diào)節(jié)支座剪力峰值，將水平剪力的局部集中效應(yīng)擴(kuò)散至周邊,。但這為支座節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)分析帶來(lái)了新問(wèn)題,，以往將節(jié)點(diǎn)單獨(dú)作為隔離體施加約束和荷載的方式，難以準(zhǔn)確模擬支座滑動(dòng)的邊界條件,。借助目前可用的通用結(jié)構(gòu)分析手段,，將細(xì)分網(wǎng)格的滑動(dòng)支座節(jié)點(diǎn)代入整體結(jié)構(gòu)模型，可獲取節(jié)點(diǎn)在實(shí)際邊界條件中各工況下的應(yīng)力情況,，只是耗時(shí)較長(zhǎng),。

滑動(dòng)支座鑄鋼節(jié)點(diǎn)整體分析

對(duì)于在空間上難以避免的多管相交的相貫節(jié)點(diǎn)，借助通用有限元分析進(jìn)行承載力復(fù)核,。分析計(jì)算表明,，橫向內(nèi)加勁是一種加強(qiáng)相貫節(jié)點(diǎn)的十分高效的方式，然而多數(shù)情況下主管承載力足夠,，但支管卻彼此搭接較多相互削弱,，此時(shí)需要增大主管管徑減少支管搭接。因此合理的相貫節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)應(yīng)是“主管剛硬,，支管分離”的,。

主管630x30，無(wú)加勁

主管630x30,，橫向內(nèi)加勁3道

主管965x50,，橫向內(nèi)加勁4道

檁條設(shè)計(jì)

檁條系統(tǒng)分上下檁，上承幕墻金屬屋面板,，下掛冷庫(kù)保溫板,，上下檁分別以主桁架上下弦桿為支座在桁架間跨越,為鋪掛板創(chuàng)造更容易的敷設(shè)條件。但一般桁架間距較大,，桁架倒三角的形式?jīng)Q定了下檁比上檁需要跨越更大的跨度,。若通過(guò)對(duì)下檁增設(shè)吊點(diǎn)減小其跨度，有兩種方案：（1）斜拉至桁架上弦桿,；（2）豎向上吊至上檁條,。比較分析可知，后者節(jié)點(diǎn)連接更為方便,，同時(shí)可避免前方案因桁架間可能的差異撓曲引起的對(duì)兩斜桿拉壓的類桁架效應(yīng),。

方案一&方案二

檁條系統(tǒng)

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基于BIM的運(yùn)用

Revit和Tekla建模在不同階段的適時(shí)引入，為結(jié)構(gòu)專業(yè)橫向與各專業(yè)（幕墻,、保溫,、建筑、暖通,、制冷造雪等）以及結(jié)構(gòu)專業(yè)內(nèi)部縱向（設(shè)計(jì)深化,、校審、施工等）的配合提供了準(zhǔn)確便捷的可視性審查手段,，對(duì)于大型復(fù)雜空間鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理化及設(shè)計(jì)管理的前后延伸是有益且必要的,。隨著設(shè)計(jì)工具的不斷升級(jí)，關(guān)鍵環(huán)節(jié)的逐漸打通，技術(shù)間相互融合,，“所見即所得,，像造車一樣造房”在設(shè)計(jì)端的提前實(shí)現(xiàn)似乎可期。

Revit建模

Tekla建模

典型空間型相貫節(jié)點(diǎn)的Tekla建模及施工實(shí)況

大跨度鋼結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)

大跨度鋼結(jié)構(gòu)一般體量及尺度較大,，需抬升至屋面高度與下部結(jié)構(gòu)最終形成整體結(jié)構(gòu)共同受力,。根據(jù)設(shè)備能力及現(xiàn)場(chǎng)條件，抬升時(shí)可將屋蓋作為整體或者將屋蓋分區(qū)分段,，抬升就位方式一般也可分為直接吊裝就位或先抬升后滑移就位等,。雖然鋼結(jié)構(gòu)的工廠化程度高，但是運(yùn)輸條件等的限制意味著即使分區(qū)分段后仍需要進(jìn)一步化整為零,。因此,，從工廠到現(xiàn)場(chǎng)再到高空，人員,、機(jī)械及環(huán)境等交互作用,，在每個(gè)環(huán)節(jié)中能力與邊界條件所決定的綜合距離，即是從設(shè)計(jì)圖紙到現(xiàn)實(shí)的距離,。

現(xiàn)場(chǎng)胎架拼裝

500噸履帶式起重機(jī)吊裝

實(shí)景航拍圖

>萬(wàn)達(dá)娛雪樂(lè)園的大跨度空間結(jié)構(gòu)是怎么設(shè)計(jì)的,？