杭州瑞城格林兰登体育休闲中心多面体网架建筑设计论文

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　　摘要：论文介绍了杭州瑞城格林兰登体育休闲中心网架的选型，模型设计时采用的快捷方法，并且进行了总结。
　　关键词：不规则多面体，模型设计
　　一．工程概况
　　瑞城格林兰登体育休闲中心位于杭州市区城西余杭区休闲地块，瑞城花园住宅小区的南面。建筑面积约为11900m2，分为三个区，其中两个区是多面体网架结构的屋面，另一个区是混凝土结构上铺彩钢板屋面。屋面的彩色压型钢板均由浅绿、深绿和黑色三种组成，色彩明快、美观大方，很象三块破土而出的宝石，成为瑞城花园的一大亮点。网架部分投影尺寸分别为70.1m*42.6m和42.7*43.7m，室内最大跨度分别是32.75m和21.4m。本工程建成于2008年4月，现在已经投入使用。
　　二．网架的选型
　　由于网架主体形状类似四边形，周边与多个折面组合，综和考虑了安全、合理、经济、适用等问题，最终采用正放四角锥为主，三角锥为辅的网格结构造型。网架下有多处吊挂荷载，不能采用网格抽空。由于建筑空间要求网架厚度均取1.5m，考虑到杆件角度的问题，网格不可太大，所以8m的柱距，分三个网格。为了施工方便，减少焊接量节省工期，选择了螺栓球节点。
　　三．荷载取值确定
　　本工程的两个网架上弦屋面系统的静荷载为0.3KN/m2，活荷载为0.5KN/m2。风荷载按荷载规范中不同的体型系数考虑。在网架有阶梯变化的位置考虑风荷载的正压力，体型系数取0.8。下弦检修马道、消防喷淋管间距只有8m~9m，每米单重又比较小，所以也按均部荷载考虑，取恒荷载0.20KN/m2。此工程的两个网架跨度虽然不大，但网格形式复杂，疏密不均，所以在设计中考虑温度造成的应力集中问题，温度荷载为+25°C和-5°C。
　　四．网架结构分析计算
　　根据本工程建筑效果的决定，网架呈不规则多面体形式，结构中墙与屋面界限不明显，支座柱高度最低的只有2.6m，屋顶最高处有12m，多面体分为三个阶层，每个阶层的高差是1m，窗就设于网格的阶梯过渡处，这就给网架建模增加许多困难。
　　用MST2004空间网格分析计算程序设计，无法用基本网格形式一次成型设计，如果采用在AUTOCAD中三维曲面形式建模再转换到MST中，由于每个面的坡度各不相同、形状各异，网格的每个节点坐标需要一一计算，工作量将会很大。经过反复思考实践，最终采用了一种较为简单有效的方法，即把网架每一平面作为一个计算区块，每个区块形成独立的MST计算模型，进过整体起坡和绕点旋转等MST命令，转换成这一区块在整体网架中的形状和位置，再将多个网架模型叠合，形成最终的空间网架结构体系，不但结构整体性能良好，且又经济美观。
　　这两个网架都有一小部分结构，跨度小、形式复杂、网格密（见图6），用四角锥或三角锥网格都很难解决角度小的问题，造成杆件截面小球径却很大，不但不经济，受力也很不合理，并且非常难看，如果用方管结构处理，室内感观效果也不协调。最后采用了圆管桁架，不但解决了上述的一系列问题，在结构受力中与网架完全分开，又使受力分析简单化。
　　网架支座的计算信息选用的是弹性约束支撑，由于本工程的混凝土柱顶圈梁截面较小（450mm*250mm），配筋又少，而且平面布置不规则，还有高差变化，可以按照构造圈梁考虑，不能给柱提供侧向的可靠支撑，因此可认为混凝土柱子就是独立柱。混凝土柱的排布很合理，在坡度变化比较大的两个面交界处或在跨中设有柱子（见图7），可有效的减少网架对下部结构的推力，跨度方向的推力最大值是96KN，柱顶位移也会相对减小，水平向最大位移是29mm，所以按弹性约束的支撑形式计算，最接近实际情况。
　　五．论文结语
　　1.杭州瑞城格林兰登体育休闲中心的不规则多面体网架形状复杂，多面结合，本工程做到尽量使网格分布合理，减小杆件之间夹角，使整体室内感观协调，受力合理，经济适用。
　　2.在网架支座约束的选择上，采用弹性支座进行结构分析，使受力模型更合理，更接近工程实际情况。
　　参考文献
　　1. 沈雁彬、罗尧治.上海松江大学城体育馆屋盖结构设计.第四届全国现代结构工程学术研讨会，《工业建筑》（增刊）2004年7月.
　　2. 严永忠、周观根等.广东现代国际展览中心屋盖网架结构设计与施工.第十届空间结构学术会议论文集，中国建材工业出版社，2002年.
　　3. 沈祖炎、陈扬骥.网架与网壳.同济大学出版社，1997年.
　　