超高层建筑结构体系的选择与优化

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上海碧玉蓝天大厦,地上46层、地下4层,地面以上结构总高228m。经过全面的技术经济比较,从钢-混凝土混合结构和纯钢结构两种结构方案中,选择了混合结构方案。就目前我国的经济和建筑技术的发展水平而言,钢-混凝土混合结构体系在超高层建筑中具有优势。 碧玉蓝天大厦屋面为一个大型穹顶,其结构布置有两个特点:其一,穹顶造型内外并重;其二,穹顶距地面约200m,风对结构的影响尤为重要,因此穹顶在抵御竖向荷载方面表现出大跨结构的特点,而在抵御水平风载方面兼具高耸结构的特点。本文针对屋面穹顶的特殊性,综合考虑建筑功能、结构性能、施工、经济等多重因素,最终确定了拱与桁架组合结构体系。 杭州会展中心的主会议中心屋面为负高斯曲面。根据建筑物的外形特点,提出两种结构方案:一种是由四榀220m跨的拱,与填充于其间的单层网壳构成的刚性结构体系;另一种是充分利用屋面的良好的几何外形,在四榀220m跨的大拱之间布置单层预应力索网结构的柔性结构体系。直观地看,拱擅长受压,索擅长受拉,柔性结构体系组合了这两种不同的结构类型,如能充分发挥各自的优势,回避缺点,柔性结构体系将成为经济合理的结构方案。本文以柔性结构体系为对象,对索网结构进行布置和优化计算,确定索网结构的技术可行性及其经济指标,为结构体系的确定提供依据。深圳市福田区体育公园篮球馆的结构优化以节约材料、方便施工为着眼点,通过改变结构体系等手段,利用大型有限元软件ANSYS,对原结构进行了细致的分析,最终对篮球馆网架、楼层梁及屋面桁架、地基基础等三部分进行结构调整和优化从2003年入站,我有幸师从江欢成院士从事结构工程研究,并协助江院士完成了“创新思维与实践”一书初稿的撰写,从中感受了设计大师严谨的工作作风、精益求精的设计风格、永求创新的人生历程,受益匪浅。
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