本工程为第十届中国(武汉)国际园林博览会长江文明馆,位于园博园的中心地带,坐落于武汉市三环线南侧约100米、古田二路东侧1800米,为大跨度高空间结构,建筑占地面积34000平方米,总建筑面积31080平方米,建筑高度13.1米。建筑主体地上一层,局部设夹层,场馆部分为钢框架,办公部分(E区、G区)为钢筋混凝土框架,基础采用预应力高强混凝土管桩。工程建筑效果见图1所示。结合建筑平面布置及造型要求,通过设防震缝分为A、B、C、D、E、F、G七个结构单元,结构分区见图2。
图1 建筑效果
图2 结构分区示意
1.:A区南门厅屋面为双层可呼吸式玻璃屋面,结构立柱选用
2.B区展厅,因建筑设计屋面为种植屋面,有覆土,屋面主梁跨度为25m,以及建筑专业对钢柱造型的要求,结构立柱选用箱型柱,翼缘和腹板厚度均为30mm,材质为Q345B,立柱与基础刚接,主钢梁选用变截面箱型梁,腹板厚度为20mm,翼缘厚度为60mm,:材质为Q390B,:梁跨中起拱:L/500,梁与柱铰接连接。次梁选用热轧H型钢,材质为Q345B:。结构楼面采用压型钢板-混凝土非组合楼板。B区局部结构平面布置见图3所示。
3.C区中央展厅,因建筑设计屋面为屋顶平台,没有覆土,屋面主梁跨度也为25m,:结构立柱选用
4.D区展厅结构布置基本与B区左右镜像对称,在此不再赘述。
5.F区屋面建筑设计为防腐木架空通道,结构立柱选用
设计荷载是结构分析的重要依据,取值的合理准确将直接影响结构的安全性和经济性。本结构设计主要荷载有永久荷载;可变荷载有活荷载、雪荷载、风荷载以及地震作用。根据GB:50009-2012、GB:50011-2010(2016年版),B区相关荷载及工况组合分别介绍如下:
(1)永久荷载:装修荷载加上结构构件自重(结构构件自重由计算程序自动计算)。
(2)活荷载:屋顶平台为3.5KN/m2,屋顶采光天窗为1.0:KN/m2。
(3)雪荷载:基本雪压S0为0.50KN/m2。
(4)风荷载:基本风压ω0为0.35KN/m2,地面粗糙度类别为B类。
(5)地震作用:本结构抗震设防烈度为6度(0.05g),设计地震分组为第一组,Ⅱ类场地土。
在荷载工况组合时考虑了以上所列各项荷载标准值,根据GB50009-2012的要求,结构应力计算分析及稳定验算主要考虑以下几种荷载组合工况:
(1)1.2:恒载;
(2)1.2:恒载:+:1.3地震荷载;
(3):1.2:恒载:+:1.4活载;
(4)1.2:恒载:+:1.4风载;
(5):1.2:恒载:+:1.4:x:0.9:活载:+:1.4:x:0.9:风载;
(6)1.2:恒载:+:1.2:x:0.5:活载+:1.3地震荷载。
结构分析采用中国建筑科学研究院研发的PKPM以及同济大学研发的3D3S按照前述荷载取值及工况组合,按GB:50017-2003《钢结构设计规范》设计,对结构进行空间整体分析。对主要受力杆件的应力按钢材强度设计值的85%控制,本结构主体钢材主要采用Q345-B低碳合金钢,即控制主要构件的最大应力不大于236Mpa。
计算时,先初步确定构件材质及截面,再经过计算及结果信息反馈,最后再对结构进行校核、调整、计算和优化,直至得到经济合理、安全适用的满意结果。在计算中除按规范考虑有关荷载外,也考虑了由于施工误差引起和可能发生的支座位移等,最终计算结果均满足强度、稳定性和刚度要求。B区计算模型见图4。
图3 B区局部结构平面布置图
图4 B区整体计算模型
1.对于承受混凝土重楼盖的大跨度结构,采用全钢空间结构体系比较合理,抗震性能好,也可以兼顾建筑对结构外观造型流畅、美观的要求。
2.采用三维空间计算软件对工程结构进行整体分析,确保了结构设计的安全性、适用性、经济性和合理性。
3.结合工程特点设计的节点设计原则确定合理,能够适应结构受力要求,与计算模型吻合。
4.该馆于2015年9月25日正式投入使用,目前使用情况良好,表明设计中采用的各种计算方法和措施是切实可行的。
联系客服