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深圳市巨邦金屬有限公司
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| 現代鋼結構與綠色建筑 |
對于重屋面，h的取值可增大;適用跨度(L或D)可減少。下面對一些鋼結構工程進行點評。深圳寶安體育館采用徑向管桁架結構(相貫節點)，實現了中央節點小型化。跨度D=101.4米，*大懸壁48.295米，法國建筑師(方案中標者)認為：桁架懸挑處的高度取5米(=L/10)才美觀，經過作者力爭，*后采用6.5米，它是懸臂長度的1/7.43>1/7.5，用鋼量僅每平方米68公斤。為了發揮萬向支座的剛度系數3kN/mm，支座圈內的下弦桿起拱，受力更合理，更醒目。國家大劇院，橢圓平面：212米×143米，跨度>100米，結構方案選擇網殼(屋蓋空間結構)是正確。但在上機前，把結構的截面高度選得太大，用鋼量高達每平方米292公斤，根據美國教授司密斯(Smith M.G)1963年對166個已建大跨度屋蓋(11種)進行分析，這種跨度的網殼結構用鋼量不超過每平方米80公斤。廣東奧林匹克體育場的建筑理念是：珠江的水、波濤滾滾，美國Nixon Ellerbe Racket公司中標。主桁架MT懸臂L=52.4米，用鋼量高達每平方米200公斤。為了減少桁架弦桿的應力：具體措施是：將原主桁架MT的等高度 h=5.2米改為變高度：h=3米~7米桁架;將MT弦桿開口型H截面：H 570×450×125×125改為閉口圓鋼管，有效提高f值;用弱支撐連接兩片“波濤”，以滿足抗震的兩階段設計：“小震”時弱支撐不壞，整體剛度好; “大震”時，支撐壞，剛度降低，地震力減小，整個結構不倒;拉索由2-337 7改為2-150 7，把索的安全系數控制在2.5~3。ff通過上述四點改進，用鋼量可由原每平方米200公斤降低到約每平方米80公斤。北京某客站一個結構跨度 L=45.6米<100米，選擇用預應力鋼桁架方案是正確的，但桁架高度h=8米=L/5.7就選錯了，預應力鋼桁架的合理高度取h=L/18~h /15=2.53米~3.04米即可。即使普通鋼桁架，高度取h=L/12~L/10=3.80米~4.56米。可見，設計是硬道理，“硬”設計就沒有道理!硬道理在哪里?就是結構工程師要利用力學功底和結構理論正確選擇結構方案，并在上計算機前，正確估計結構截面高度。否則，一旦結構截面高度選錯，后續的所謂優化也是幾乎無用的。因此，鋼結構精心設計的*關鍵的兩步，對結構工程師來說極為重要。
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