演艺中心屋盖结构抗震超限审查报告331.docVIP

上海世博演艺中心 超限高层建筑抗震设计可行性论证报告 （第二册 钢屋盖结构） 建设单位：上海世博演艺中心有限公司 　设计单位：华东建筑设计研究院有限公司 　　　设计号： A-200745010 2008年３月 华东建筑设计研究院有限公司 设计证书编号：甲级0901061 院 长：张俊杰 总建筑师：汪孝安 总工程师：汪大绥 上海汉口路151号 邮政编码：200002 盖章： 设计总负责人： 汪孝安 崔中芳 结构专业负责人： 包联进 陈建兴 目 录 内容 页次 一 屋盖概况 二 观景区屋盖体系 三 表演区屋盖结构选型 四 荷载与作用 五 屋盖单独模型计算分析 六 屋盖与下部结构整体模型计算分析 七 屋盖构件承载力稳定校核 八 屋盖抗震加强措施 九 结构材料 十 施工方案建议 十一 下阶段将深化的工作 附录1、屋盖结构主要构件轴力图 附录2、SAP2000主要计算分析结果 附录3、屋盖结构平面图及立面图 1 1 1 4 6 12 15 15 15 15 16 一、屋盖概况 按建筑功能划分碟形屋盖分别覆盖两个区域，观众表演区（简称表演区）以及观景休闲区（简称休闲区）。其中表演区屋盖平面为长圆形，由四段直线段（短边8.4m，长边33.6m）以及四个四分之一圆弧段（半径51.05m）连接而成，短跨跨度110.5m，长跨跨度135.7m，屋面最高标高41.0m，矢高6.9m，投影面积26008m2，其中观演区12758m2，休闲区为13250m2。休闲区屋盖在表演区屋盖四周，平面呈不规则三角形，最大跨?度44.6m，檐口高度6m。屋盖等高线布置见图1，顶点标高41m，外边线标高26m。由于两个不同区域屋盖的跨度、支承条件、荷载分布以及屋盖高度相差迥异，屋盖选择不同的结构形式，表演区屋盖采用空间桁架，休闲区屋盖采用大跨屋面钢梁。 由于屋盖高度超过28m，且跨度较大，本报告从屋盖结构选型、不同荷载作用下的屋盖结构受力及变形计算分析比较、考虑下部结构共同作用等方面进行屋盖的抗震可行性论证，并考虑了施工模拟分析。 图1 屋盖结构等高线图 二、观景区屋盖体系 由于建筑净空要求，结构层应紧贴建筑屋面底面布置，因此该区域取消建筑找形次结构层。屋盖体系根据建筑与结构的关系可以分解为两个层次，屋盖支承结构＋屋盖结构。屋盖支承结构利用斜框架的悬臂桁架上弦以及表演区屋盖桁架上弦布置钢柱。由于屋面跨度较小，屋面荷载不大，屋盖结构采用门式刚架结构体系，外圈柱及中柱与悬臂桁架上弦铰接，梁柱刚接，考虑下部桁架竖向变形的影响，与观众区屋盖相邻的屋面梁连接在桁架上弦向上延伸的钢柱。屋面周边的加强环梁以及水平支撑系统、檩条系统形成面内刚度较好的屋盖结构体系。拟在局部外圈柱布置偏心柱间支撑（需与建筑商量），加强屋盖体系的抗侧刚度及抗扭刚度。钢梁截面高度控制在1m，柱采用宽翼缘H型钢。 三、表演区屋盖结构选型 1． 屋盖结构体系组成 不规则屋面等高线分布导致屋盖结构高度不等。为了屋盖下弦空间与观众区顶部建筑效果以及舞台上方悬挂层布置相协调，以及考虑屋盖结构对称布置、钢结构安装制作形式简洁，屋盖采用建筑找形，建筑屋面次结构与屋盖结构的空间关系见典型剖面图2及图3。 图2 水平X向屋盖结构剖面 图3 水平Y向屋盖结构剖面 从上图可以看出，屋盖体系可以分解为三个层次，屋盖支承结构＋屋盖结构＋建筑屋面次结构。其中支承结构高度5m，屋盖桁架结构高度跨中7m，支座处3.0m，建筑屋面次结构高度从0.9m~4.5m变化。 2．建筑屋面次结构 作为钢屋盖结构的附属，将建筑屋面荷载传递到屋盖结构，保证屋面在各荷载作用下的变形。从屋盖结构桁架上弦节点立小钢柱，根据建筑外形布置柱间横梁以及屋面檩条系统，在局部柱间设置支撑，形成稳定的结构体系。详细结构布置将结合建筑屋面构造进一步细化。 3．屋盖支承结构 作为屋盖结构与下部斜框架的过渡层，是屋盖结构的竖向承重以及水平荷载作用下的抗侧力体系。利用周边斜框架柱从24m标高向上延伸至29.00标高，柱间距11.8m以及8.4m，柱顶布置连续环梁，每隔2个柱间布置支撑。框架柱、环梁以及柱间支撑均采用钢结构，钢柱与下部斜框架方钢管混凝土型钢连接，截面为1200x600x35x35，环