中国“生态廊”玻璃采光顶和幕墙设计与施工(一)

2010-07-06 14:34:44 作者: 来源:中国金属结构网【大中小】我要评论（0）

【第一幕墙网】　　《摘要》：本文通过中国三峡博物馆“生态廊”的设计，介绍了采用空间钢桁架和预应力拉索桁架组合的夹板式玻璃幕墙结构体系和具有生态节能的空间双曲采光顶。

　　《关键词》：空间钢桁架预应力拉索桁架幕墙结构体系节能环保装饰艺术

　　一、工程概况
　　重庆中国三峡博物馆是国家批准建设的现代化大型博物馆（见图一），位于重庆市人民大礼堂中轴线西端地块上。与正对面重庆市人民大礼堂及中间重庆市人民广场共同组成"三位一体"的城市标志性建筑群，是对外开放的重要窗口,国际间文化交流的主要舞台，也是新的文化旅游景点。本工程总建筑面积42497平方米，地面以上高度25.200米。“生态廊”区位于建筑的正入口处，空中俯视如一轮弯月，正视如一帽檐。整个“生态廊区”包括斜向采光顶及外立面玻璃幕墙，完全是现代建筑技术的产物。

图一重庆中国三峡博物馆　　二、“生态廊”结构支承体系
　　博物馆“生态廊”倾斜角度为35度左右。平面直线长124米，弧长152米，中间最宽处约15米，高度7.6米－23.6米。为一空间曲面玻璃采光顶，其支承结构采用空间钢桁架和预应力拉索桁架组合而成。“生态廊”顶部有14榀斜向梭形空间钢桁架（见图二、三），上下两弧形空间三角钢桁架组成封闭月牙形，中间设计两道弧形平面钢桁架。在上下钢桁架间布置斜向鱼腹形预应力索桁架（见图四）。

图二结构平面布置图　　采光顶顶部荷载传力路径为：玻璃面板－索桁架―弧形钢桁架―梭形钢桁架―主体结构。“生态廊”立面为全玻璃幕墙，水平荷载由玻璃肋承担，重力荷载由吊挂玻璃肋传递由上部的三角钢桁架承担。

图三梭形钢桁架剖视图　　　　　　图四鱼腹形索桁架剖视图　　三、“生态廊”的结构分析计算
　　1、鱼腹形索桁架结构分析计算
　　1.1、计算模型
　　鱼腹形索桁架是用索来代替传统意义上的钢桁架，施加预应力使拉索在整个受力过程中始终受拉，通过设计成鱼腹形来抵抗正负风压。用美国分析软件ANSYS中的link10拉杆单元模拟拉索和link8单元来模拟中间的悬空杆建模（四榀钢桁架作为支点约束见图五）。