基于西安曲江国际会议中心结构设计的转换桁架及屋盖体系分析研究

摘要

现代公共建筑开阔的内部空间包含两方面的内涵:开阔的下部空间和开阔的上部空间。开阔的下部空间的实现需在建筑结构中设置转换结构,开阔的上部空间的实现需在建筑结构中设置大跨度空间结构。
　　本文以西安曲江国际会议中心这一工程为背景,结合本工程实际特点主要从以下两个方面对桁架转换结构和预应力悬索结构进行了有针对性的研究工作:
　　(1)针对背景工程特定的结构形式,通过不同转换方式(实腹梁转换与桁架转换)的对比以及不同腹杆布置方式的转换桁架受力特点分析,确定了最适合本工程的结构转换形式,即跨度40米的型钢混凝土转换桁架,并对其进行了分析设计。
　　(2)结合预应力悬索结构的受力特点,对悬索结构进行了预应力作用下考虑大变形及P-Δ效应的非线性分析,分析悬索结构的变形性能以及屋盖其它部分的协同工作能力,以确定悬索结构的选取。
　　本文针对以上研究内容通过大量的计算分析得出如下结论与成果:
　　(1)对于屋面为钢结构、主体结构为混凝土结构的综合体建筑,结构计算时宜采用整体计算模型来考虑钢屋盖和下部混凝土主体的共同作用及相互影响。
　　(2)与实腹梁转换相比,桁架转换这一转换方式更适宜类似背景工程这样的超大跨度转换结构。
　　(3)总结出四种不同腹杆布置方式的转换桁架的受力特点。
　　(4)给出了作为型钢混凝土转换桁架下部支撑结构的混凝土剪力墙筒体具体的设计建议。
　　(5)背景工程中的索结构和相邻桁架结构的连接部分在不同的荷载工况下会产生较大的变形差异,变形不易协调。
　　(6)钢屋盖设计时由于主桁架的钢管长度及截面较大,温度应力的影响不可忽略。
　　本文的研究成果可以为以后同类工程关于转换结构设计和大跨度空间结构设计提供一定的参考依据。

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1 绪论

1.1 引言

1.2 转换结构在国内外的发展历程及研究现状

1.3 转换结构的主要形式及其受力特点

1.4 悬索结构的特点与发展概述

1.5 问题的提出以及本文研究的内容和意义

2 结构整体模型的分析及计算

2.1 工程概况

2.2 主体结构选型

2.3 主体结构计算及分析

2.4 本章小结

3 型钢混凝土转换桁架的分析与设计

3.1 转换构件的受力情况

3.2 实腹梁转换方式在本工程中的适用性分析

3.3 型钢混凝土转换桁架的分析与计算

3.4 转换方式的选择

3.5 型钢混凝土转换桁架的结构设计

3.6 本章小结

4 屋盖体系的选型与设计

4.1 屋盖结构简介

4.2 屋盖结构体系分析

4.3 悬索结构的计算分析

4.4 屋盖主要构件的设计

4.5 本章小结

5 结论与展望

5.1 本文的主要结论与成果

5.2 展望

致谢

参考文献