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膜结构出入口建筑主体结构的设计要点

  目前,膜结构出入口方案应用相当普遍,可用于商场出入口、地铁出入口、车站出入口、地下通道出入口等。入口的顶部运用透光性能相当好的膜材以及张拉式的结构建造,时尚美观,且标识感强。某建筑主体结构的设计要点如下:

  由于已建成出入口的地下部分结构尺寸不统一,地面结构不可能采用统一的建筑尺寸。但由于空间节点复杂多样,须减少出入口类型,继而减少空间节点之种类,以方便钢节点与钢构件的加工制作。故某工程地面结构按照5.15m、5.9m、6.8m、7.7m4种跨度设计,长度按1.5m增减。各出入口根据实际地下结构尺寸选择相近的地上站亭的尺寸,并且分为正面出口、侧面出口以及和其它附属建筑合建起的出口等样式。

  膜结构出入口地面结构设计成编织型钢结构形式,外维护采用金属钢材及膜结构体系。按建筑排水与外观的要求,构件外侧的局部焊接有10mm厚、130mm高的装饰钢板,以组成排水沟,并且用以安装的外立面幕墙、构成凹槽的立面效果;构件内侧局部焊有10mm厚、70mm高的装饰钢板,利于电气走线及用于安装内立面幕墙。在各构件相交节点区域,内外侧均无装饰钢板,以形成交汇的立面效果,并实现排水、走线功能。依据这一要求,基本结构构件(梁及斜杆)采用壁厚10Omm的200mm×200mm方管型截面。各构件采用等强对接焊缝连接,在节点内对应位置加焊加劲板。出入口膜结构雨棚悬挑梁根据挠度计算要求,采用壁厚25m的200m×200mm方管型截面,相应连接柱、梁及斜杆采用相同壁厚。

  结构侧立面由钢斜杆交叉编织形成;屋面梁亦相互交叉编织,在结构尾部双向找坡,形成折线梁。屋面梁与侧面钢斜杆通过三维空间节点相交,形成空间的菱形网格编织结构,此结构具有良好的整体性。整体计算采用SAP2000程序,计算结果显示,结构头1个自振周期为0.28s、地震作用下越大弹性层间位移角为1/700、构件应力比为0.40左右,各力学指标均达到规范的要求。设计分别由构件的强度、稳定与变形进行了考虑。终端膜结构出入口悬挑构件的截面由挠度控制,并要求施工时按照1/1000跨度进行起拱。其余非悬挑构件强度、稳定与挠度的要求均易达到要求,终端其截面的尺寸与壁厚依据建筑外观要求,并且考虑了加工与运输的过程之中构件变形之影响进行了控制。