某树形柱支撑单层异形曲面网壳钢结构顶盖设计

摘要

某商业街钢结构顶盖采用树形柱支撑的单层异形曲面网壳结构体系.单层网壳为中间凸起周边略低的异形曲面形态,长向约96m,短向约45m,投影面积约3000m2,网壳周边标高26.500m,最高点标高30.500m.两侧主体结构沿顶盖长轴方向对称布置,为两栋平面形状为三角形的框架结构.主体结构地下两层,地上四层,屋顶标高22.200m.钢结构顶盖模型如图1所示,树形柱一部分生根于车库顶板,一部分生根于两侧主体结构屋顶.树形柱之间的间距为20m,中部区域抽掉一根树形柱,形成较大无柱空间.上部钢结构与下部混凝土结构的连接形式及协同分析是混合结构设计中的关键问题。对三角形网格划分的异形曲面网壳结构方案进行了调整，增加通过圆心的直线连接杆件，与树形柱的弧形一级分枝组合形成三向斜交拱架来支撑上部网壳，形成了一种形式美观、受力合理的高效结构体系。树形柱柱底与混凝土结构的节点连接采用铰接，构造简单，且柱底连接效果较易保证。树形柱一级分枝与树形主柱的连接采用相贯焊接节点，施工简单，节约成本。整体模型的动力弹塑性分析结果显示钢结构杆件上未出现塑性铰，说明钢结构顶盖在罕遇地震作用下的抗震性能良好。