北京城市副中心绿心剧院钢结构屋盖设计

摘要

北京城市副中心绿心剧院项目由歌剧院、戏剧院及音乐厅三个单体建筑组成。空间钢结构屋盖竖向构件通过外围设置柱距为16.8 m的钢柱,内部利用主体墙体设置V形撑支撑屋盖;水平构件采用斜交单层网壳以适应曲面建筑造型。通过对屋面精确找形获取正确结构分析模型,以及对杆件放样采取适当措施,以保证施工顺利进行并且达到建筑预期效果。基于钢结构屋盖特殊曲面形态并考虑基本计算假定,结合风洞试验进行可靠性校核,对各弹性工况下斜交单层网壳进行承载力以及变形分析。在弹性设计的基础上,进一步采用Riks弧长法并考虑几何和材料非线性以及初始几何缺陷分布模态对斜交单层网壳稳定性的影响。计算结果表明:斜交单层网壳在各弹性工况下承载力、变形的验算结果均满足规范要求。基于Riks弧长法考虑材料和几何非线性的弹塑性极限承载力较高、结构整体稳定性较好。