学术 |《建筑结构》刊登深圳国际会展中心结构设计专题论文

2020-03-26

1.png

近日,国家级专业学术期刊《建筑结构》于2020年第2期出版刊登了AUBE欧博设计EN结构设计中心团队撰写的6篇深圳国际会展中心结构设计专题论文集。该论文集围绕深圳国际会展中心结构设计、展厅结构设计、超大特殊展厅结构设计、登录大厅结构设计、登录厅屋盖设计和节点设计等方面,向公众分享了该项目结构设计的新技术和理念。


由AUBE欧博设计担任设计总承包的“全球最大会客厅”——深圳国际会展中心已竣工接近半年,作为集展览、会议、活动(赛事、娱乐)、餐饮、购物、办公、服务于一体的超大型会展综合体,如此超大、复杂的建筑对结构设计自然提出了更大的挑战。


在该项目中,展厅上覆镀铝锌直立锁边金属屋面,屋盖采用间距18m、跨度99m的连续三角桁架,登录大厅和中央廊道屋盖采用树状柱支承的空间网格结构,地下室不分缝长度达1250m……这些技术含量很高的结构设计应对方案,对同类项目设计具有非常宝贵的借鉴意义。


现摘录了《建筑结构》2020年第2期出版刊登的深圳国际会展中心结构设计专题论文概述,供业界同仁交流分享。

备注:精彩全文可于知网阅读、下载




深圳国际会展中心结构设计研究

黄用军, 何志力, 邹国强, 骆年红, 何远明, 梁威, 赵雪利, 管长勇


该论文主要介绍深圳国际会展中心基础设计、展厅地面软基处理、复杂超长地下室结构设计和地上钢结构方案的发展与演变,以及设计过程中的关键技术问题。经换填、堆载及管桩复合地基处理后,工后沉降不大于15cm,承载力不小于100kPa;超长地下室结构运行良好,无底板、外墙、楼板等构件出现因混凝土收缩和温度作用而开裂的现象;经过对钢结构方案进行多轮对比分析,展厅最终采用间距18m的空间三角桁架,登录大厅采用树状分叉柱+网格结构的结构方案。


2.png

深圳国际会展中心功能分区图


3.png

风洞试验模型



深圳国际会展中心标准展厅结构设计

何志力, 黄用军, 梁 威, 毛同祥, 骆年红, 赵雪利


该论文主要介绍了深圳国际会展中心标准展厅主体结构选型、结构布置等结构设计基本情况,对结构静力、动力和稳定性分析以及节点设计、施工模拟等内容进行阐述,并对标准展厅结构进行了罕遇地震作用下的动力弹塑性时程分析以研究结构的抗震性能。研究结果表明,标准展厅结构设计能够较好地满足结构安全性要求和结构合理性要求,结构安全、可靠。


4.png

标准展厅实景图


5.png

展厅屋盖构件布置和rhino实体模型轴测图



深圳国际会展中心超大特殊展厅结构设计

骆年红,黄用军,何志力,梁 威,何远明,赵雪利


深圳国际会展中心超大特殊展厅作为该项目体量最大的一个5万㎡展厅,屋盖结构采用空间管桁架结构体系,下部采用钢框架结构体系。文内详细介绍了超大特殊展厅钢结构屋盖结构体系的构成,对整体结构进行了动力特性和变形受力性能分析,对在大跨空间结构设计中起控制作用的结构稳定问题进行了分析和研究,对典型复杂铸钢节点和悬挑三角桁架连接节点进行了有限元分析。结果表明,超大特殊展厅钢屋盖结构选型合理,结构安全可靠并具有较好的经济性。


6.png超大特殊展厅施工实景图



7.png

超大特殊展厅计算模型



深圳国际会展中心北登录大厅结构设计

何远明, 黄用军, 毛同祥


深圳国际会展中心展馆采用鱼骨状布局,一条长1.75km的中央廊道立体串联2个登录大厅、1个接待大厅和19个展厅。论文主要介绍北登录大厅主体结构设计、大跨结构设计、大倾角拉索幕墙与主体结构的连接、网格分叉柱节点、分叉柱铸钢节点及梁上柱节点的设计等多个关键技术问题。通过结构选型和对比分析等一系列工作,北登录大厅国际报告厅采用平面桁架的结构形式,桁架间距9000mm,桁架上下弦中心高度约4100mm,较为经济合理,同时保证了建筑功能和效果的实现。


8.png

北登录大厅实景图


9.png

拉索幕墙拱结构与主体结构连接立面示意图



深圳国际会展中心北登录大厅屋盖设计

何远明,黄用军,彭省华,毛同祥


深圳国际会展中心北登录大厅装饰金属屋面轮廓尺寸约186m×128m,长度小于300m;最大柱距为45m,柱顶采用树状分叉柱的形式与网格结构连接,支点间间距为27m,跨度小于120m。该论文主要介绍了北登录大厅装饰金属屋面屋盖主体结构的设计,包括设计标准、荷载取值、结构方案的演变过程等,对一些设计过程中的关键技术问题和解决思路进行了阐述。基于受力分析和方案公司定的原则,最后项目确定采用树状分叉柱+网格结构的结构方案,且对结构构件截面进行优化后,实际用钢量大幅降低。


10.png

登录大厅屋盖结构模型三维示意图


11.png

铸钢节点剖面图及实体模型



深圳国际会展中心登录大厅屋盖节点设计

何远明,黄用军,毛同祥


深圳国际会展中心登陆大厅钢网格结构屋盖原方案拟采用变截面椎管柱与网格梁下翼缘板连接,通过计算分析,该连接形式存在较大的结构安全隐患。设计过程中针对不同最小端直径的椎管柱进行了小震、风荷载、温度、重力等作用的包络组合下的受力分析,以及中震和大震作用下的应力分析。通过传力路径分析,找到最可靠的节点构造做法,最终采用翼缘板贯通、等截面柱头的节点形式,经验证该节点形式满足受力需要。也查阅了相关文献,与相似项目案例做了对比分析,为相关结构设计提供参考。


12.png

登录大厅屋盖实景图


13.png

(梁柱节点区和柱头)正X向风下应力云图 /MPa


综上,在深圳国际会展中心项目中,AUBE欧博设计的结构师从建筑流线造型出发,配合大跨度空间的展览需求,同时结合消防系统、排水系统、空调系统等功能要求,形成现有的结构设计体系——以拟合建筑外形的单曲立体桁架为结构基本受力单元;结构主体二三层屋面层采用钢结构框架体系;上部曲面屋盖为立体桁架体系;展厅内跨度99米,展厅之间跨度为42米,桁架和框架的连续结构体系统一且清晰,整体呈现出会展建筑空间的力量与美感。



书刊预告丨《深圳国际会展中心特辑》

城市·向上的力量 | 对话欧博设计,如何成就全球最大会展中心

快讯丨欧博设计三大会展,2019年全部迎来首展

交流 | 欧博受邀参加深圳勘察设计百家讲坛作主题分享

快讯丨由欧博担任设计总承包的“全球最大会客厅”-深圳国际会展中心落成