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1、 第! “卷 第“期建筑结构 “ # # “年“月 广州国际会展中心大跨度张弦梁的设计探讨 孙文波 （华南理工大学建筑设计研究院广州$ % # / 8 3 0 . + / 0- 0 ? A ; + 2 + . + / 0= 3 0 . 3 6 + 5 + 0 . 6 / ? 8 , 3 ? B C / 4 3 ) 6 / 2 * 3 4 5 5 8 , ;- 5 * + 0 3 - 6 - 0 ?0 / 0 D * + 0 3 - 6 , - * , 8 * - . + / 0，5 . - 2 + * + . E/ 1 5 . 6 8 . - 0 ? . ; 3 + 0 1 * 8 3 0 ,
2、 3 / 1 . ; 3 ? 3 7 6 3 3 / 1 ) 6 3 5 . 6 3 5 5 - 6 3 ? + 5 D , 8 5 5 3 ?- 0 ?, / 4 ) - 6 3 ? B F ; 3? 3 5 + 7 04 3 . ; / ?) 6 / + ? 3 5 6 3 1 3 6 6 3 0 , 3 1 / 6? 3 5 + 7 0/ 1 5 + 4 + * - 6 5 . 6 8 , . 8 6 3 5 B ! “ # $ % & (：2 3 - 45 . 6 + 0 75 . 6 8 , . 8 6 3；5 . - 2 + * + . E；0 / 0 D * + 0 3 - 6
3、- 0 - * E 5 + 5；) 6 3 5 . 6 3 5 5 一、 概述 张弦梁 （桁架） 结构是由拱形梁 （桁架） 、 弦及撑杆 组合而成的平面承力结构， 它发挥了钢索抗拉强度高 和拱形结构抗压性能良好的特点， 结构受力合理， 能够 达到很大的跨度 %。 广州国际会展中心位于广州市海珠区琶洲岛， 博 览区占地面积! G万4 “， 北临珠江， 西连华南快速干 线、 南新港东路等交通主干道， 是广州市二十一世纪的 标志性建筑。上部结构由钢筋混凝土框架和钢结构屋 盖两部分组成。主展览厅共$个单元， 每个单元的屋 面结构如图%所示， 共由&榀一端为固定铰支座， 另一 端 为 水 平 滑 动 支
4、 座 的 张 弦 桁 架 结 构 构 成， 跨 度 为 % “ & H & 4， 是目前国内跨度最大的张弦桁架。结构计算 简图如图“所示， 腹杆与弦杆、 撑杆与弦杆的连接均为 铰节点。图中I J %为!% & GK&， I J “为!% & GKL，I J ! 为!“ M !KL， I C %为! “ $KG， 钢索由! ! M根!M钢丝组 成。所有桁架杆件均采用圆钢管， 节点均为空间相贯 节点， 钢材采用N ! $ O。除张弦桁架自重外， 梭形桁架 每根上弦承受竖向均布恒载标准值为G H “ $ P Q4， 活 载标 准 值 为“ H “ $ P Q4， 相 当 于 屋 面 恒 载 标 准
5、值 为 % H % P Q4 “ （包括除张弦桁架自重外的所有恒载） ， 活载 标准值为# H ! P Q4 “。考虑到每榀张弦桁架的一端为 固定铰支座， 另一端为水平滑动支座， 且屋面板的构造 亦允许与桁架及檩条有一定程度的滑动， 故温度的作 用可以不计。每榀张弦桁架的中心间距为% $ 4。主檩 条为R $ # #K“ # #K% #K% &， 水平投影檩距为$ 4。屋面 支撑为!“ % LK& H $， 满堂布置在檩条所在平面内。张 弦桁架端部支座采用铸钢节点， 如图!所示。 二、 线性与几何非线性的比较 对于线性计算与几何非线性分析的差别， 在计算 小模型的弦的内力反应时， 用线性分析是
6、能够满足设 计所要求的精度的。在上述前提条件下， 小模型的张 弦梁 （桁架） 结构的分析可分两个步骤进行： 第一步是 用线性有限元法计算仅外荷载作用下的反应； 第二步 是用几何非线性有限元法计算仅有预应力作用下的结 构的反应。第一步与第二步结果叠加， 就是结构实际 的内力反应和位移反应 %。 图%展览厅一个单元的钢结构轴测图 与上述情况相比， 本工程的张弦桁架跨度较大， 高 跨比也较小， 似乎几何非线性的影响要大一些。因此 对于该张弦桁架进行了静力计算的线性与几何非线性 比较， 线性计算采用了同济大学的! S ! C钢结构分析设 计软 件 和C F T ( Q S M H #， 几 何 非 线 性 分 析 则 采 用 了 C F T ( Q S M H #， 跨中挠度的计算结果如表%所示。 跨中挠度计算结果表) 使用软件 ! S ! C （线性）C F T ( Q S（线性）C F T ( Q S（几何非线性） 挠度 （44） G H $ M H M $ # H & $