重庆大剧院结构设计[详细]

1、重庆大剧院结构设计介绍,此色块代表 可重新置入所需放的照片或效果图,基础设计 上部结构设计 结构计算 超长结构设计 抗震设计 大跨度、大悬挑、桁架的计算分析 施工工况考虑 科研试验 主要图纸 现场照片,内容简介,一、基础设计,本工程采用嵌岩桩 按建筑地基基础设计规范GB50007-2002、重庆市建筑地基-基础设计规范DBJ50-047-2006以及建筑桩基技术规范JGJ94-94进行比对 本工程地下室为半埋入式结构，考虑了结构的整体稳定及抗倾覆验算，并且考虑由桩基承担全部水平荷载的传递,二、上部结构,结构关系相当复杂，我们从几个条线上来整理： 观众厅、舞台区、后台区、侧台区及楼电梯间采用8个

2、钢筋混凝土筒体承重，并作为结构的主要水平抗侧力体系。 舞台大跨度、大荷载部分采用钢结构桁架，侧台、后台及观众厅采用双向预应力井格梁，作为跨越式结构。 走廊、大堂、侧厅采用钢筋混凝土框架结构。 钢结构屋架作为附属结构依附于主体钢筋混凝土结构上，计算时仅考虑其质量对整体结构的贡献，而忽略其刚度的影响。钢屋架自身通过单独验算满足变形及强度要求。,典型剖面,三、结构计算,如采用钢屋架与下部混凝土结构整体模型，局部振型多，计算量大且计算精度低。 实际采用总装分析的思路：下部框架-剪力墙主体结构与上部钢屋架分开计算，同时考虑两者间相互影响。 钢筋混凝土主体结构，偏安全地忽略了附属钢屋架的刚度，仅考虑其质量

3、的贡献，计入其重力荷载代表值所引起的地震作用 钢屋架附属结构另外采用SAP2000单独建模，以主体结构作为其约束边界，计算其变形及杆件内力,完整模型,主体模型,钢结构附属模型,钢结构屋架自振模态演示,Mode I,Mode II,Mode III,Mode IV,四、结构超长处理,建筑物地下部分达177x270m，地上部分100 x220m，结构不设缝 计算温度作用，在首层楼板内施加预应力，并加强楼板配筋率 屋面钢结构，计算温度作用工况，支座设计时考虑预留温度变形缝 施工后浇带，以释放施工阶段的混凝土的收缩、徐变 加入适宜的外加剂，并考虑利用混凝土的60天强度设计,五、抗震设计,本工程高宽比0

4、.3，结构在水平荷载作用下具有明显的剪切变形特征 楼板局部不连续：第一、采用弹性楼板假定。第二、结合声学要求尽量采用厚板布置，加强薄弱部位连接。第三、对重要的连接部位进行弹性板有限元分析 计算的柔软层问题：第一对柔软层构件在截面设计时将地震作用放大1.5倍，使得其受剪承载力不小于相邻楼层的65%；第二8个核芯筒将承担“柔软层”所有的地震水平剪力。 框支转换结构：第一，采用SAP2000有限元局部分析，考虑转换构件在中震下不屈服；第二，提高转换构件的抗震等级；第三对于所有的框支柱，柱内设置了H型钢，提高延性。,动力时程剪力分布图,核芯筒代表点变形简图,Y向地震作用下转换层 楼板剪应力分布图 (M

5、ax=0.5 MPa),六、大跨度、大悬挑、桁架的计算分析,本工程有多处大跨度，大悬挑。大跨度采用钢桁架作为跨越式结构 DISC2 处采用双向悬挑方式：横向悬挑距离9.5米，下挂荷载达3000吨；纵向悬挑距离长达52米 大剧场观众厅顶采用双向砼预应力井格梁体系 2层观众厅入口大悬挑采用预应力结构，悬挑距离约10米。设计时将考虑竖向地震作用影响，重力荷载需放大10%进行局部验算，并控制适当的预应力度。 对于楼板局部振动控制基频大于815Hz，对于大悬挑人致振动控制基频大于3Hz。,SRC1,2 悬挑结构布置,观众厅入口V型撑结构布置,舞台框支转换结构布置,中剧场侧台转换梁水平应力分布,中剧场侧台

6、转换梁竖向应力分布,DISC2横向悬挑SRC-1 主拉应力分布图,Dics5 入口9米大悬挑处结构自振模态演示,6.4Hz,竖向自振频率：,13米悬挑钢楼梯自振模态演示,Mode I,Mode II,Mode III,七、施工工况考虑,大悬挑Disc2钢架安装需在屋盖悬挑结构形成后再进行安装连接，并须加设临时支撑。支撑设计时需限制所提供的支承力，整个结构体系形成后需缓慢拆除临时支撑。 Disc2与相邻Disc1、Disc3结构间设计考虑了采用“先铰后刚”的方法，以释放恒载作用下结构差异变形造成的不利影响。 Disc5大跨度悬挑预应力梁在整个结构体系完成前必须架设临时支撑，预应力张拉工序需严格按照设计要求。,Disc2施工方案,安装时采用先铰后刚的施工工艺,Disc2与Disc1,3相连处施工方案,八、科研试验,8.1 细长柱设计和试验验证,模型柱法设计细长柱,8.2 屋架整体稳定分析,8.3 风洞试验,8.4 SRC1、2大悬挑构件静力试验,8.5 SRC1、2大悬挑构件AN