『研之有物·给建筑插上翅膀』我院结构设计团队新作:城市客厅“大跨度型钢混凝土结构”精彩亮相工作动态

建筑作品的每次创新与突破,都带动着结构设计的发展与进步,一件优秀的建筑设计作品,一定是建筑创作和结构创新的完美结合。本期『研之有物』,将对我院结构设计团队在“海滨泳场旅游服务咨询中心”(以下简称“城市客厅”)项目中所面临的结构挑战与技术创新进行专题分享。

△“城市客厅”挑檐从三层大跨度挑出

定义:型钢混凝土组合结构是把型钢埋入钢筋混凝土中的一种独立的结构型式。由于在钢筋混凝土中增加了型钢,增强了构件的强度和延性。

常见的大跨度建筑结构包括网架结构、网壳结构、悬索结构、桁架结构、薄壳结构等基本空间结构及各类组合空间结构。大跨度型钢混凝土结构在民用建筑中较为少见,本项目挑檐不仅面积大、高度高,而且要满足多重功能之需,特采用大跨度型钢混凝土结构(部分采用预应力型钢混凝土结构实施)。

△给“城市客厅”插上翅膀

挑战: “城市客厅”大挑檐不仅作为雨棚功能,还需满足露天平台使用,而且还要考虑奇特造型要求,在近10米的高度,通过一根单柱进行大跨度连接,不仅对结构受力是巨大难题,对抗震、抗台风要求也是前所未有的挑战。

△展翅的大挑檐让“城市客厅”华丽而起

技术创新:位于三层主出入口正上方的区域约450m²,楼盖由单根型钢混凝土柱支撑。相关荷载参数:恒载为5.0KN/m²,活载为4.0KN/m²。最大跨度分别为28m和26m,最大悬挑长度为10米。在设计过程中,充分考虑水平和竖向地震作用下的承载力验算,补充中、大震下的性能化设计,确保结构具有足够的安全冗余度,经过结构设计优化,兼顾了空间利用、结构稳定性和安全性,以满足功能需求和抵抗自然灾害的挑战。对比钢结构方案和型钢混凝土梁方案,综合考虑结构安全性、海边建筑的后期维护可靠性、以及抵抗自然灾害的能力,在复核结构舒适度验算后,最终采用了型钢混凝土结构及部分施加预应力型钢混凝土构件。

△结构设计模型图

其他亮点:另外根据建筑需要,在地下智能停车场,我院结构设计团队针对性的反复计算研究,最终采用板墙结构做法使停车库达到优解方案;在与靠山的山体连廊结构,采用钢结构,其中连接构件采用了隔震支座,减少了大跨度连廊对主体体楼结构的不利影响。

△地下智能停车与山体连廊

△山体连廊设置抗震支座、中庭走廊外挑达8米

一座伟大建筑得以建成,强有力的结构设计保障至关重要,否则建筑必将趋于平庸。在时代向前发展的道路上,从总体规划、个体设计到构造技术都提出了许多新的研究课题,需要我们去不断探究。本期以“城市客厅”项目为例,分享了“大跨度型钢混凝土”结构设计,后续我院结构设计团队将继续分享更多项目的专题研究,欢迎持续关注。

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