深圳市当代艺术馆与城市规划展览馆结构设计

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1、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，总的建筑面积8.78万平方米。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

2、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

3、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

4、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

5、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

6、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、十层标高楼板存在大的开洞。艺术馆的南侧楼板是开通的，两层通高。20米标高、30米标高相互独立，楼层之间基本上没有连接，这样对于计算、分析都会产生非常大的影响。空间形体指标竖向规则，表皮钢结构在规划馆北侧有43.3度的倾斜，南边20米标高有15米的悬挑并支撑连接屋盖的钢结构。表皮结构的形式复杂，属于大型的展览馆，包含了一些扭曲、不规则、大跨、网壳而且是不同的网壳形式。表皮钢结构与内部楼层及屋盖的连接复杂，表皮钢结构在20米高在艺术馆

7、东南侧有连接，其余部分脱开，有的时候整层有连接，有的时候局部有连接，屋面又连接为整体，定义为非常不规则的建筑。根据超限规定的文件，我们认为本工程主体分为相对独立的展览馆和艺术馆，主体与外表皮钢结构相连，联系方式多样，复杂，属于特殊形式的大型公众建筑。本工程屋盖高40米跨度最大63米，且为外表皮钢结构，其形式超出常用的空间结构形式。核心筒剪力墙中震保持弹性。规划馆20米、30米、40米的桁架最高有28米要求中震下保持弹性。结构弹性分析我们采用的程序很多，基本上有四、五个程序来针对不同的目标进行分析。这是弹性模态的情况，这个

8、结构的一些周期我们用MidasGen和ABAQUS分析，模型还是相对准确的。这是自重荷载下的位移。这个项目存在大悬挑，我们考虑竖向地震。这是反应谱和时程对比。另外我们对一些大悬挑部分端部的节点进行了时程波作用下的位移研究。从计算可以看到时程结果与反应谱还是比较接近的。另外我们提取了规划馆的单体模型，就是扭转的模型，有