萬(wàn)向球形鋼支座

1、第十八屆全國(guó)高層建筑結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)會(huì)議論文2004年大鵬展翅―深圳市市民中心工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介吳時(shí)適（深圳市建筑設(shè)計(jì)研究總院第二設(shè)計(jì)院，深圳518031）提要：提要：介紹該工程大屋頂分縫、與下部主體建筑的變形協(xié)調(diào)、23000KN巨型鋼牛腿等重大結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難題。一、工程概況：1─主桁架2─結(jié)構(gòu)分縫3─樹狀支撐東西各17組圖一深圳市市民中心該工程是21世紀(jì)深圳標(biāo)志性建筑，建成后將是市政府、人大的辦公、政務(wù)活動(dòng)中心，又是市民和游客參觀、休閑活動(dòng)的重要場(chǎng)

2、所。方案階段中外六家有名氣的設(shè)計(jì)單位參加投標(biāo)，美國(guó)李名儀／廷丘勒建筑事務(wù)所象征深圳在新世紀(jì)騰飛的大鵬展翅方案獲評(píng)審專家全票通過(guò)。后由深圳市建筑設(shè)計(jì)研究總院第二設(shè)計(jì)院完成初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)。原設(shè)計(jì)建筑面積21萬(wàn)㎡、總投資25億元人民幣（后有修改）。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)況：中部方塔、圓塔兩棟高層建筑與東西兩翼的兩組公共建筑將象征大鵬展翅的大屋頂高高托起。該工程鋼筋砼、預(yù)應(yīng)力砼、鋼骨砼、鋼管砼、鋼結(jié)構(gòu)、索結(jié)構(gòu)都用上了。參加技術(shù)疑難問題討論的專家數(shù)十人

3、，大大小小的專家會(huì)開了幾十次，沈世釗、董石麟、沈祖炎、劉賜良、蘭天、嚴(yán)慧……等國(guó)內(nèi)知名人士都參加了，日本空間結(jié)構(gòu)元老川口衛(wèi)先生也參加了。二、大屋頂設(shè)計(jì)如圖一所示，大屋頂平面投影尺寸是486m長(zhǎng)(154m─120m)寬，最大懸挑長(zhǎng)度近第十八屆全國(guó)高層建筑結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)會(huì)議論文2004年樹狀支撐的支座只有幾十噸軸力而方塔西南角的大支座軸力達(dá)2300噸，計(jì)算位移從15mm到116mm，設(shè)計(jì)要求支座的彈簧剛度系數(shù)3000kNm。針對(duì)各類支座的不同要求

4、，該專利支座都能完滿解決。支座能動(dòng)，各種應(yīng)力狀態(tài)下的協(xié)調(diào)問題自然迎刃而解。圖二萬(wàn)向球形鋼支座剖面圖圖三方塔21.7m以下平面圖四、大屋頂最大支承牛腿的設(shè)計(jì)如前所述，方塔四角伸出四個(gè)牛腿支承大屋頂?shù)膬砷麒旒埽髂辖桥Ｍ仁芎勺畲?，軸力達(dá)2300噸。2300噸牛腿是個(gè)什么概念？簡(jiǎn)單作一些比較就知道。重工業(yè)廠房，100噸吊車就不小，牛腿受荷不會(huì)超過(guò)40噸。三峽電站吊車起重量是1000噸，牛腿受力按一般推算也不會(huì)超過(guò)400噸，由此可見，承受23

5、00噸重量的牛腿在工程界是罕見的。與該牛腿相連的柱子是1100110040的方鋼管砼柱，原設(shè)計(jì)考慮從柱子中間再伸出一塊厚鋼板，這樣牛腿的豎向就有三塊相互平行的厚鋼板，牛腿的高度可小一些。后來(lái)大屋頂中標(biāo)施工單位采用原地提升方案，大牛腿與鋼管柱不能整體制作，必須將牛腿切開兩部分，與柱子相連的那部分突出柱子以外的尺寸不能大于400mm，而且中間一塊鋼板無(wú)法施焊，只能沿柱寬做兩塊豎向鋼板。經(jīng)計(jì)算，牛腿主要受荷部位的尺寸是1100（寬，同柱）16

6、00（高）1600（伸出長(zhǎng)度），頂面板因?yàn)橐С写笮突顒?dòng)支座，要做到16001700，主要部位板厚都是40mm。牛腿切開兩部分，在高空再將它焊接起來(lái)，這么厚的鋼板，焊接應(yīng)力、焊接變形必然很大，質(zhì)量到底能不能保證？開了很多會(huì)，有人主張用高強(qiáng)螺栓連接，但螺栓擺不下被否定；有人主張?jiān)谥麒旒苌祥_個(gè)缺口，但主桁架懸挑長(zhǎng)度太大算不下來(lái)被否定；有人主張焊接再加螺栓連接，搞雙保險(xiǎn)，但焊接連接剛度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于螺栓連接剛度，鉆孔會(huì)削弱鋼板反而得不償失，又被否定