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“中联筑境建筑设计有限公司专栏”优秀项目报道

作者: 来源: 发布时间:2013年08月16日
前言:近年来,《建筑结构》以专刊或专栏的形式集中报道了知名设计单位、重大工程项目以及针对突发事件的优秀论文,在业内引起了很大的反响,取得了良好的效果。本期微信为大家简要报道《建筑结构》第18期“中联筑境建筑设计有限公司专栏”中的优秀作品,希望您能喜欢。
“中联筑境建筑设计有限公司专栏”目录如下:
 

  筑境建筑简介:筑境建筑由中国工程院院士、全国建筑设计大师程泰宁先生主持,拥有程泰宁建筑创作中心、东南大学建筑设计与理论研究中心两大核心技术实力。筑境建筑成立于2003年,并于2005年通过ISO9000质量管理体系认证,是一所具备建筑工程甲级资质的设计机构。公司总部位于杭州,并在上海、南京和成都都设有分支机构,团队建制完整,员工梯队清晰、素质一流。

 筑境建筑团队成员曾经主导设计多项优秀建筑作品,包括杭州黄龙饭店、加纳国家剧院、马里会议大厦、杭州铁路新客站、联合国小水电中心、杭州国际假日酒店等项目,并曾多次获得国家、省、市颁发的奖项。UIA第20届北京大会全国选送的54件设计作品中,筑境建筑独占3席;建国60周年全国300个建筑大奖作品由筑境建筑主创人员创作的获奖作品有7项,另有2项获得入围奖。
 
 筑境建筑近年来一直努力创新,完成了以浙江美术馆为代表的一批优秀作品。南京博物院二期项目、中国海盐博物馆、龙泉青瓷博物馆、建川俘虏馆、宁夏大剧院、绍兴鲁迅纪念馆、弘一法师纪念馆、吴山博物馆、温岭博物馆、浙江旅游展示中心等文化类建筑,也均以一流的设计品质奠定了筑境建筑在国内文博类建筑领域中的领军地位。

   近年来,筑境建筑一直不懈开拓城市综合体、酒店、高端住宅等方面的设计市场,积累了丰富的实践经验,实施作品展屡获业内大奖,得到了主流地产运营商的广泛认可,建立了稳固的战略合作关系。

无锡云蝠大厦超限高层结构设计(孙会郎,陈建妙,冯自强)
无锡云蝠大厦项目位于江苏省无锡市核心商业圈崇安寺生活步行街区二期地块,基地西邻无锡市的南北主通道中山路,东接城中公园,地段繁华、交通便利,区位优势明显。该项目由塔楼、裙房、地下室组成,建筑功能包括商业、休闲娱乐、餐饮、会所、办公、公寓式酒店、地下车库及人防等功能。总建筑面积10万多m2,其中地下3层,1.3万多m2,深度约16.00m;裙房地上8层,高度43.80m,平面尺寸为32.8m×28.4m,中部设较大尺寸(9.3m×16.8m)的8层通高中庭;塔楼地上48层,8.6万多m2,主屋面高度219.25m,平面尺寸为49.5m×39.0m;塔楼顶上有约30m高的钢构架,按7层设计,构架顶高度为248.50m。塔楼沿竖向共设置3个避难层,位于11层(标高为54.40m),25层(标高为117.00m)和37层(标高为170.60m)。
             
 
效果图                                                   剖面图
裙房与塔楼间不设缝
 
    根据建筑的高度和平面布置,结构体系采用型钢混凝土框架-钢筋混凝土核心筒结构,框架柱为型钢混凝土柱,梁为钢梁,钢梁与框架柱刚接,与核心筒铰接。楼板采用钢筋桁架现浇混凝土组合楼板。
 
    裙房与塔楼不设缝:本工程裙房部分尺度较小,中部设有较大尺寸通高中庭,且裙房高度接近0.2H(H为塔楼总高度)。如果裙房和塔楼之间在0.000以上设置抗震缝,则缝宽至少要220mm,给裙房的建筑功能布置带来较大影响;同时,如果裙房部分作为独立的结构单元,即为单面开口的槽型平面,且为单跨结构,没有足够的位置设置抗震墙以组成框架-抗震墙结构体系。综合以上因素,裙房和塔楼之间不设置抗震缝,连成整体后塔楼的偏心超过15%,为本工程不规则超限内容之一。设计中利用裙房东面的楼梯间做成通高钢筋混凝土小筒体以减小裙房顶部以下各层平面刚心与质心的偏移。
 
    标准层布置:根据建筑体型,塔楼在裙房屋面以上的部分,以42层为界分为两个主要的标准层。42层以下为缺角矩形,角柱之间以带小角度折角折梁连接;42层楼面以上,建筑立面南北向各收进6.25m。由于南北两排框架柱上下不连续,因此需要在合适的楼层设置转换层,与建筑专业协商后,利用37层避难层作为转换层,以桁架方式转换,转换层可兼作加强层。
 
裙房屋面至41层平面图

 42层及以上层平面图

    加强层设置:经过分析计算可知,结构Y向的刚度较弱,虽然37层转换层兼作加强层,但结构Y向的层间位移角仍大于高规要求。因此考虑利用11层,25层避难层增加加强层,几种加强层位置设置方案的结构Y向的层间位移角计算结果如下图。可以看出,增设11层作为加强层的效果并不明显,而增设11层,25层作为加强层又过于浪费,增设25层为加强层效果较好。因结构X向的刚度足够大,因此仅设置Y向的加强桁架。
 
加强层设置在不同位置的层间位移角
 
(a)X向                  (b)Y向
结构剖面简图
 
宁夏大剧院结构设计(杨旭晨,朱善东,黄建林)
    宁夏大剧院是宁夏地区重要的文化建筑和大型基础设施,地处银川市金凤区人民广场东侧,南邻北京路,北依银川市文化艺术中心,西面与宁夏博物馆及宁夏图书馆合成为一个广场,使其既成为现代背景下的地域(民族)文化的表达,又是富有地域特色的标志性建筑。宁夏大剧院建筑创意的核心理念:花开盛世——和谐、吉祥、希望。总建筑面积约5万m2,整体地下1层,局部主舞台台仓地下3层(层高主要为4.5m),地上总共6层(层高分别为3.5,5.0,4.5,9.0,6,13.0m)。主要屋面高度约41.0m,最高处56.0m,单体工程体量大,空间变化丰富。主要柱为截面尺寸800×800混凝土柱及Φ900型钢混凝土柱,混凝土墙厚主要为300~500mm。目前该项目主体结构已施工完毕,已进入室内外装修阶段。
 
宁夏大剧院鸟瞰图
 
宁夏大剧院施工现场照
 
宁夏大剧院主体采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构体系,屋盖采用空间钢结构。整体结构由两个系统组成:1) 钢筋混凝土框架-剪力墙结构组成抗侧力体系系统;2)空间钢屋盖及环形花瓣结构组成外围护结构系统。上述两个系统通过13.000m标高平台、22.000m标高平台及18根型钢混凝土柱结合在一起。其中13.000m标高平台只起到固定外围护花瓣的底部作用,22.000m标高平台主要起到水平支撑的作用;18根型钢混凝土柱支承上部钢屋盖。
 宁夏大剧院剖面图
 
4层结构平面图
5层结构平面图
    最上部为78m跨空间钢结构屋盖。屋盖主要受力构件采用箱形钢梁,从圆心成辐射状布置。主要径向梁断面为B(800~1100)3001218,环向梁断面为B(1255~1425)6002532,钢材采用Q345C。空间钢结构屋盖支承在18根型钢混凝土柱上。屋盖最大悬挑水平长度为12.3m,其端部与外围护环形花瓣上部连接。
(a)平面图 
(b)剖面图
钢结构屋盖
 
宁夏国际会展中心结构设计(杨旭晨,唐 伟,冯自强)
    宁夏国际会展中心一期地处银川市金凤区北京中路人民广场西侧,为综合性会展建筑。主要在1层设置A1,B1,C1三个大型展区;2层设置A2,B2,C2三个中型展区;建筑周边设置会议及商务等辅助用房。总建筑面积54750m2,其中地下6690m2,地上48060m2。建筑地下1层(局部),层高6.0m。地上4层,建筑高度为23.16~28.8m(屋面起翘点),其中1层层高5.60m;1层夹层层高5.00m;2层层高4.80m;2层夹层层高约3.60m。
 
    主要竖向混凝土柱截面尺寸为800800,支撑屋面桁架的混凝土柱截面尺寸为10001200及12001200,水平构件混凝土强度等级为C35,竖向构件混凝土强度等级为C40。南侧装饰葫芦柱采用格构式结构,高度22.7m,截面尺寸为257257~14141414,钢材采用Q345B。该项目于2006年4月开始施工,2009年7月通过竣工验收。
  
宁夏国际会展中心实景图
 
会展中心主体结构类型为钢筋混凝土框架结构,主要柱网尺寸为9m×9m,采用井字梁布置形式。2层除部分为9m×9m柱网的商务辅助用房外,设A2,B2,C2中型展厅,最大跨度达36m。由于业主提出使用活荷载按8.0kN/m2考虑,为减轻自重,减小梁高,此部分主次梁均采用钢结构,楼面采用压型钢板上铺钢筋混凝土现浇板。屋面除部分小跨度采用钢筋混凝土外,A1,B1,C1展区上部采用双向管桁架钢结构屋面,桁架跨度为72m×90m。基础类型:地下室采用柱下钢筋混凝土独立基础+防水板,其余为独立基础+拉梁。由于持力层埋深较深,采用碎石回填至基础底。建筑平面布局呈∏∏字形,整个平面布局东西对称。建筑平面长×宽为248m×108m。
 结构平面图及剖面图
    由于建筑长度达248m,设计初期曾考虑将整个建筑设缝分开,但由于受建筑功能限制,而上部由于钢结构屋面布置,使得设缝非常困难。最后混凝土结构采用无缝设计。银川地处西北地区,气候干燥,早晚温差大,而建筑物长度达248m,远远超过《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2002)中两伸缩缝间的距离,属超长混凝土结构。
 
整体计算模型 
 
钢屋盖结构为混凝土柱支承的双向空间管桁架结构体系。整个钢屋盖分为三个独立屋盖,每个屋盖结构均为周边支承,采用双向正交钢管桁架结构,短向跨度72m,长向跨度90m,最大悬挑13.5m,属大跨度屋盖结构。
 
桁架支座采用下弦支撑,在支座间分别设置纵横向封边桁架。设计中在桁架周边设置了支撑系统,由桁架下弦杆和水平交叉拉杆(φ30圆钢)组成。主要是保证桁架下弦间的联系和平面外的稳定,结构计算时不考虑支撑系统作用,仅作为安全储备,桁架平面外不会失稳。
 
钢屋盖轴侧图
 
 
钢屋盖桁架平面及下弦支撑布置图
 
钢屋盖A-A剖面图
    建筑南侧设置一排装饰葫芦柱,高度达到22.7m,结构设计时,柱顶和柱脚均按铰接考虑,不传递上部结构的弯矩,仅传递水平力和竖向力。根据建筑效果要求,葫芦柱最大截面并不在柱高度中点位置,而是接近柱脚高度1/3高度位置。结构设计时,柱脚节点做法并不是采用理想的铰接状态,而是介于理想的铰接与刚接之间,可以充分发挥最大截面位置的受力性能。
 
    屋面双向钢管桁架结构由于温度效应及地震作用产生水平推力对混凝土柱的影响非常大,为减小上述水平力对下部结构产生的不利影响,支座的设计是本工程结构设计的关键问题之一。为减小温度应力及地震作用对屋盖桁架结构的影响,尽量在桁架端部释放支座的水平约束,通过不动铰支座与弹性支座的组合,释放水平刚度,减小对下部混凝土结构的影响;合理选择不动铰支座,将主要的地震作用与风荷载传递到混凝土框架柱,满足水平力传递要求。
 
    橡胶支座根据支座释放情况,分别开圆孔和长圆孔,在橡胶支座的周边设限位装置。钢桁架采用相贯焊焊接节点。在应力较集中的节点部分采用扩大节点钢管过渡。这种节点具有良好的刚度和延性,且传力直接、清晰,构造简单合理、便于制作。拼接节点位置除考虑选择在内力较小处外,也兼顾便于构件加工、运输和安装的因素。

支座限位装置剖面图

 

钢屋盖典型节点图
 
宁波·中国港口博物馆结构设计(黄建林,曹 峰,吴建乐,鲁小飞,刘传梅,沈国辉)
宁波·中国港口博物馆是国内首个大型专题性港口博物馆,项目基地位于北仑区春晓镇,紧邻洋沙山风景旅游度假区。设计从海螺中获取灵感,抽象出一大一小的两个螺旋体造型,通过可上人的曲线坡道连接形成整体。
 
宁波•中国港口博物馆效果图
 
宁波•中国港口博物馆建筑东西长240m,南北宽120m,混凝土屋面最大标高16.20m,屋面以上为玻璃穹顶和钢结构风帆,穹顶标高35m,风帆顶部标高58m。该项目主要由港口博物馆、国家水下文化遗产保护宁波基地两部分组成,总建筑面积4.1万m2。由于建筑平面双向超长且体型不规则,结构设计时,在中部设置一道防震缝(兼作伸缩缝),将其分为左右两个结构单元,结构体系基本相同,本文着重介绍左侧港口博物馆的结构选型和设计。

港口博物馆主体采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构作为水平抗侧和竖向承重的结构体系,各层楼、屋面均采用现浇混凝土梁板结构;螺旋形的壳体屋面和玻璃穹顶均采用钢框架结构,梁柱为箱形断面,框架平面外以及环向均设置钢管支撑;出屋面风帆的承重结构和支撑系统采用平面桁架结构。

港口博物馆三维计算模型(主要部分)
 
建筑外表面为不规则的螺旋形曲面,外围框架柱随建筑表面设计成弧形,弧线转折处增设内框架柱;混凝土板面以下各弧形柱采用钢骨混凝土结构,断面为8001200,钢骨为H7503001622;板面以上采用方钢管柱,断面为□7503001622,在节点处通过构造过渡。
(a)建筑剖面
(b) 结构剖面
建筑剖面及结构剖面示意图
结构构造中涉及较多的钢构件与混凝土构件的共同作用,相关节点构造比较复杂,设计时,本着受力可靠、传力直接以及便于施工的原则考虑相关节点连接。
 
典型节点示意
 
对于风帆体型的建筑,规范没有给出其体型系数的规定。查询以往文献发现几乎没有针对风帆体型的研究,只有卢占斌等采用天平测力方法研究“龙脊风帆”的阻力系数,由于天平测力不能提供各位置的体型系数,因此很难从该文献中得到参考,需要采用风洞试验来获得该建筑的表面风压。
 
风洞试验模型采用1:150的几何缩尺比,由玻璃钢、有机玻璃和ABS塑料等材料制作而成,在整个建筑上共布置461个测点,其中在港口博物馆的风帆上布置141个测点,具体为外表面69个、内表面54个和边缘的18个测点,圆球表示测点位置。该建筑所在地的地貌为A类,在风洞中采用尖塔和粗糙元等装置进行模拟。风洞试验在浙江大学ZD-1边界层风洞中进行,水平向X轴为第一个风向角,按照逆时针方向每隔15°定义一个风向角,共24个风向角。
 
博物馆的风洞试验模型

 
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