某自行车馆轮辐式张拉结构几何形态优化与结构方案比选研究

摘要

轮辐式张拉结构根据自行车车轮辐条结构概念提出来的,外部的刚性压环和内部拉环通过径向索桁架连接构成一个自平衡受力体系.某自行车馆结合自行车运动本身的特点的采用轮辐式张拉结构全屋盖结构体系,以达到力与美完美结合.屋盖长轴跨度为160m,短轴跨度为136m,中央屋盖椭圆形车轮式锥体屋面,最高处标高为25m,长、短轴跨度分别为60m和50m,柱高28m.从几何形态上,针对该建筑的平面和立面进行优化.为了满足建筑场地和建筑功能要求,平面由圆形改为椭圆形,同时对中央屋盖椭圆形几何形态进行优化,以达到与整体平面布局的协调.立面上,对索桁架高度与柱子高度的比例关系进行研究,最终使索桁架的受力和整体结构的竖向刚度最优.同时对全柔性结构方案、谷索改为刚性杆的半刚性结构方案、谷索和斜拉索均改为刚性杆的半刚性结构方案进行对比分析,并介绍了各种方案的优缺点.通过几何形态优化设计和结构方案的比选分析,说明了该工程采用内凹外凸相结构的轮辐式张拉结构全屋盖结构体系受力合理,造型优美,达到了结构之美和建筑之妙的完美结合.