沈阳文化艺术中心单层折板空间网格结构整体模型试验研究

沈阳文化艺术中心主体结构采用不规则单层折板空间网格结构,此结构面内、面外刚度受结构折板构型影响较大,内力分布与整体稳定性对折板构型的变化敏感。因此,对该结构进行了整体模型试验,以考察结构设计的安全性。针对试验模型构型复杂、加载难度大等特点,设计了基于"并联弹簧拉索按刚度分配荷载"的顶面网格加载系统和基于"使用定滑轮实现荷载转向"的侧面网格加载系统,完成对模型竖向恒载、活载与水平风载工况的有效模拟。试验结果表明,在设计荷载范围内,随着荷载的增大,结构位移与内力响应基本呈线性发展,模型竖向荷载向基础的传递主要依靠竖向主构件实现,环向主构件起拉结作用。同时,对模型结构进行了有限元分析,分析结果与试验结果吻合较好,验证了有限元分析模型的合理性与分析结果的准确性。在此基础上,进行了原型结构的稳定承载力分析和出现局部破坏时的抗连续性倒塌分析,证实该结构在设计荷载下具有足够的稳定承载能力和抗倒塌性能。

万州三峡文化艺术中心大剧院大跨度复杂空间网格钢结构设计

万州三峡文化艺术中心大剧院为大型公共建筑,结构形式高大空旷,屋盖采用由异型空间网格、网架、桁架三部分组成的大跨度复杂空间网格钢结构。其中,网架为舞台屋顶结构;桁架为观众厅屋顶结构;异型空间网格为外围围护结构。网架采用上弦支撑的正交正方四角锥结构,桁架采用上弦支撑的单向带立体支撑结构,围护体系采用由三角形及四边形组成的空间不规则折板式单层网格结构。分别对三种结构体系、网格划分、构件选择及节点形式等设计情况进行介绍,并对围护结构的整体稳定和关键节点进行分析。结果表明,常规网架及桁架适用性较强,结构安全性较好。空间折面异型网格结构的侧向刚度和抗震性能良好,结构工作原理为刚架和网壳的结合,对于屈曲初始缺陷不敏感。

广州歌剧院空间异型大跨度钢结构设计

广州歌剧院建筑造型奇特,其屋盖与幕墙组成的外围护体系为空间不规则折面组合型体,结构采用了空间折板式三向斜交单层网格结构。本文对其结构体系、构型和网格划分原则、杆件截面选取及节点形式等设计情况进行介绍,列举结构在重力荷载、风荷载、地震作用及温度作用下的变形和内力情况,对结构整体稳定分析、节点分析和铸钢节点足尺试验等关键问题进行论述,并对结构的工作机理和受力特性进行总结。结果表明,该体系对奇异建筑型体的适用性强,侧向刚度和抗震性能良好,结构工作机理以刚架作用为主,整体稳定问题不突出,结构对初始缺陷不敏感。