世博文化中心钢屋盖结构设计

上海世博文化中心整体建筑呈飞碟形,其屋盖为大跨度空间钢桁架结构,屋盖立柱支承于下部结构斜框架的顶部.由于建筑功能的特殊要求,屋盖悬挂大量附加荷载,矢跨比较小,屋盖结构设计综合考虑建筑造型、内部使用空间、下部结构受力以及施工安装等多方面的要求.对不同的屋盖结构体系进行比选,综合建筑要求、结构受力和施工难度等因素确定采用空间桁架结构体系,设置支承结构环梁和屋盖环向桁架可有效缓解屋盖的竖向变形;比较风洞试验结果和欧洲规范计算结果,对类似文化中心的扁平屋盖,按欧洲规范确定的风荷载的分布规律和数值具有一定的参考价值;屋盖结构与下部结构相互作用分析结果表明,设计中应充分考虑下部结构对屋盖结构的影响;为有效解决屋盖与下部结构受力的矛盾,提出上下兼顾的设计方法,即根据屋盖支座的约束条件将施工划分为两阶段:第1阶段屋盖支座为滑动支座,第2阶段屋盖与立柱为铰接;同时基于屋盖刚度需要和减小对下部结构的推力,采用施工顺序加载分析确定第1阶段屋盖上施加荷载的最大值和最小值.设计结果表明,屋盖结构既能满足建筑外形要求、复杂的功能要求,又具有结构受力合理、施工快速简便的特点.