文档介绍：深圳市当代艺术馆与城市规划展览馆结构设计
深圳市当代艺术馆与城市规划展览馆结构设计
华森建筑与工程设计顾问有限公司总工程师张良平
提纲的内容有11个部分,下面我分开一个一个介绍。
第一,建筑与结构体系
这个项目位于深圳市福田中心区市民中心的东北角,是中轴线里面的最后一个公共建筑项目。大家看到这个效果图,项目的外表皮特别的复杂,里面同样也很复杂。项目的面积不是特别大,占地3万平方米,。层数不多,地上是五层,一层和二层层高是5米,三层、四层、五层都是10米,总高度是40米。
通过这个动画大家可以对这个项目从内到外有一个比较直观的了解。这是西面的入口,现在我们进到里面看一看效果图。这是10米标高的平台,里面有个非常大的雕塑,里面还有一些垂直交通。这个是规划展览馆的部分,这个就是雕塑的背面。这是艺术馆。
第二,结构体系和结构布置
整个地上结构由三部分组成:表皮钢结构和表皮钢结构下面的两个馆:规划馆和艺术馆,规划馆在北侧,艺术馆在南侧。表皮钢结构会讲得多一点,因为它本身的曲面、斜面非常多。
我们采用表皮钢结构的钢断面基本上采用的是箱型断面,最大的断面是1×400,材料用的是390,水平构件一般都是300×800,厚度是20,斜支撑都比较小,这也是建筑效果的要求。悬吊桁架基本上采用工字钢,悬挑部分钢板厚度已经用到了80。
这是传力系统,两个馆之间和表皮钢结构之间的连接都非常复杂,有脱开的,有连接的,相互独立又相互有关系。传力系统是框架剪力强和框架柱。10米以上所有的柱子不上去了,规划馆和艺术馆剩下四个筒体,每个馆是两个筒体,剩下的是悬挑,最大的悬挑是28米左右。屋顶和表皮钢结构连在一起,规划馆和艺术馆在主体里相互独立,外表皮、核心筒、框架柱共同组成水平传力系统。
表皮钢结构的面很多,不同的面进行相交,这样的话增加了整个空间结构计算和节点的复杂性。外形上有倾斜面,北面有四十几度的倾斜,西面有一个扭曲。
表皮下面承接两个独立的结构,一个是艺术馆,一个是展览馆,两边是相互独立的,之间有些连桥进行连接,屋顶又是通过表皮钢结构拉在一起。
另外一个特点,这个楼是扭的,平面在扭转,这里是正的,到下面大概扭转15度左右,和筒体不是垂直的,这个效果图比较清楚,这个用DP建模,绿色的是空调管,这个是扭曲的情况。
表皮钢结构既作为屋盖的一部分包裹在整栋建筑物的外面,同时又跟内部建筑有不同程度、不同层次的连接。10米标高的时候和5米标高的时候外皮钢结构和主体是连接在一起,10米标高以上展览馆在这儿,和外皮的钢结构是脱开的。艺术馆三层20米标高的时候是连在一起,通过15米的悬挑和屋面的桁架连在一起。和外皮钢结构的连接也极其复杂。这个5米标高、10米标高也很复杂,我们采用了很多的型钢、混凝土柱、框架核心筒来满足要求。
屋盖系统为杂交结构体系,在屋面上内部主体结构通过核心筒、悬挑钢桁架与其他区域的屋面钢结构相连,共同传递竖向的水平荷载。空间倾斜、扭曲、旋转曲面造成的节点非常复杂。
本建筑的结构的空间几何表达模式非常复杂,普通的CAD已经无法表达清楚,我们通过三维DP软件进行建模。
三、结构的超限定位
这个建筑很难用现成的规范套超限哪些内容,我们通过一些平面、竖向和规则性分析它的超限情况,认为它平面有一些不规则,主要是五层、十层标