10个国内钢结构建筑

10个国内钢结构建筑1、中银大厦:混凝土——钢结构立体支撑体系结构采用4角12层高的巨形钢柱支撑，室内无一根柱子。仔细观察中银大厦，会发现许多贝氏作品惯用的设计，以平面为例，中银大厦是一个正方平面，对角划成4组三角形，每组三角形的高度不同，节节高升，使得各个立面在严谨的几何规范内变化多端。采用几何不变的轴力代替几何可变的弯曲杆系，来抵抗水平荷载，利用多片平面支撑的组合，形成一个立体支撑体系，使立体支撑在承担全部水平荷载的同时，还承担了高楼的几乎全部的重力，从而进一步增强了立体支撑抵抗倾覆力矩的能力。将抵抗倾覆力矩用的抗压和抗拉竖杆件，布置在建筑方形平面的四个角，从而在抵抗任何方向的水平力时，均具有最大的抗力矩的力偶臂。利用立体支撑及各支撑平面内的钢柱和斜杆，将各楼层重力荷载传递至角柱，加大了楼层重力荷载作为抵抗倾覆力矩平衡重的力偶臂，从而提高了作为平衡重的有效性。2、金茂大厦:框筒结构体系。核心为现浇钢筋混凝土，外框为钢结构与混凝土结构复合成为钢结构与混泥土结构复合建造超高层建筑的典范大厦采用超高层建筑史上首次运用的最新结构技术，整幢大楼垂直偏差仅2厘米，楼顶部的晃动连半米都不到，这是世界高楼中最出色的，还可以保证12级大风不倒，同时能抗7级地震。大厦的外墙由大块的玻璃墙组成，反射出似银非银、深浅不一、变化无穷的色彩。大厅采用圆拱式的门框，给人高大宽敞明亮的感觉；墙面选用地中海有孔大理石，能起到良好隔音效果；地面大理石光而不亮，平而不滑。前厅内的八幅铜雕壁画集中体现了中国传统的书法艺术，它通过汉字，从甲骨文、钟鼎文，一直到篆、隶、楷、草的演变，反映了中国上下五千年的文明史。通往宴会厅的走廊，更是一条艺术长廊，体现出一种高雅的品位和豪华的气派。3、上海环球金融中心:钢筋混凝土结构（SRC结构）、钢结构（S结构）。上海环球金融中心是以办公为主，集商贸、宾馆、观光、会议等设施于一体的综合型大厦。大楼在90楼（约395米）设置了两台风阻尼器，各重150公吨，使用感应器测出建筑物遇风的摇晃程度，及通过电脑计算以控制阻尼器移动的方向，减少大楼由于强风而引起的摇晃，而预计这两台阻尼器也将成为世界最高的自动控制阻尼器。为了减少建筑的重量，主要就是减小核心筒内混凝土墙的厚度，因此就需要减小核心筒在侧向力作用下的厚度，结构优化的方向就是增加周边墙的刚度，相应的减薄核心筒内墙的厚度。巨型结构的撑是采用钢管混凝土，这样可以增加构件的刚度和延性，还有阻尼。采用混凝土填充还是有一个好处是在结构的顶部一般钢管比较薄，混凝土填充可以增加钢管的抗屈。4、鸟巢，即国家体育场，系钢筋混凝土框剪结构和弯扭构件钢结构，工程造价33亿元，建筑面积25.8万㎡，外部钢结构的钢材用量为4.2万吨，整个工程包括混凝土中的钢材、螺纹钢等，总用钢量达11万吨。国家体育场工程为特级体育建筑，主体结构设计使用年限100年，耐火等级为一级,抗震设防烈度8度,地下工程防水等级1级。工程主体建筑呈空间马鞍椭圆形，南北长333米、东西宽294米的，高69米。主体钢结构形成整体的巨型空间马鞍形钢桁架编织式“鸟巢”结构,钢结构总用钢量为4.2万吨，混凝土看台分为上、中、下三层，看台混凝土结构为地下1层，地上7层的钢筋混凝土框架-剪力墙结构体系。钢结构与混凝土看台上部完全脱开，互不相连，形式上呈相互围合，基础则坐在一个相连的基础底板上。国家体育场屋顶钢结构上覆盖了双层膜结构，即固定于钢结构上弦之间的透明的上层ETFE膜和固定于钢结构下弦之下及内环侧壁的半透明的下层PTFE声学吊顶。5、国家大剧院：框架-剪力墙混凝土壳体钢结构，建筑面积21.944万㎡，外部结构为椭球型双层钢网壳结构，粗盖其内部的歌剧院、音乐厅和大剧场。国家大剧院巨型钢壳体安装过程中使用螺栓球网架结构代替普通脚手架作为其临时施工支撑体系，充分发挥了网架结构的空间受力性能，而且装卸方便，可以重复利用。由于该工程体量高大，支撑条件复杂，针对工程需要，进行了支撑体系的合理选型和结构设计研究。国家大剧院钢壳体为超大型空间钢结构。其长轴为212.24m，短轴为143.64m，竖轴为45.35m。整个结构完全形成后为稳定的壳体结构。国家大剧院钢壳体由顶环梁、梁架、斜撑杆及环向连杆组成。顶环梁为椭圆形，长轴约为60m，短轴为38m，自重500t左右。梁架又分长轴梁架与短轴梁架，总共有148榀，最大榀的自重约45t。6、中央电视台新址主楼。从结构角度看，最后竣工时，这两座斜塔、悬臂结构、9层的裙楼底座及地下室均可整体看作一个完整结构系统。由水平边梁、柱及斜支撑组成的外筒形成支撑框筒抗侧力体系。由于两座塔楼本身倾斜，而悬臂位置较高并承受风和地震产生的侧向荷载，所以本塔楼必须保证足够的结构稳定性，以抵抗由于重力及其它侧向荷载作用下产生的倾覆力。外筒、内柱、转换桁架构成竖向荷载传递系统。斜塔、悬臂与裙楼四周均分布了多个利用三角形状结合形成的钢结构外筒体。两座斜塔主要为钢结构。外筒体结构为一完全支撑框架，其中包括柱、梁及交叉支撑形成一系列的刚性面板，这外筒体结构将伸至塔楼悬臂及裙楼部分，从而为建筑整体提供重力荷载传力途径和整体稳定系统。大楼整个上部结构内的楼板均用组合钢梁与及混凝土板建造。楼板的重量由外部钢筒体与及内部柱子和楼板支承。尽管外钢筒体的结构构件在两个平面内有倾角，然而大楼的内柱，包括核心筒的内柱却均保持垂直。由于塔楼倾斜，同时亦考虑到楼板的深度限制在合理的范围内，故部分内柱需于塔楼内终止及换转作配合。这些内柱所支撑的重量将被转移到内筒和外部钢筒体上。转换结构大多采用二层高的桁架结构位置多设于适当位置如设备用房内。转换结构数目将尽量控制到最小。7、广州歌剧院：钢-钢砼混合结构。大剧场和多功能厅的外围护结构（图2）采用空间组合折板式三向斜交网壳，结构的整体几何形状为不规则多面体。大剧场外围护结构有64个面和104条棱线，外表面积约为23180m2，最小和最大二面角分别为79°和177.5°；多功能厅外围护结构有37个面和54条棱线，外表面积约为9440m2，最小和最大二面角分别为43.9°和174.1°。大剧场和多功能厅外围护结构的每个面均为三角形或四边形(图3)，将其边做若干分段，在面内连接形成三向网格，以边作为主梁，内部网格则采用次梁连接，主次梁均采用钢箱梁。在大剧场和多功能厅的外围护结构落地处设置收边环梁，其下设置球形支座，其中多数为固定铰支座，支承主梁处的支座为可滑动支座；在两个钢网壳的内部于多面体顶点分别设置14个和4个支点，均采用可滑动支座。8、武汉广播电视中心大楼：钢筋混凝土框架—筒体剪力墙结构，建筑面积为74462㎡。武汉广播电视中心大楼坐落于汉口建设大道青年路口，建筑面积为74462m2，其结构形式为钢筋混凝土框架—筒体剪力墙结构，主楼30层，其中地下室两层为停车场，局部区域为一层设备用房，裙楼5~6层，塔楼24层为办公用房，塔楼上部为8层钢结构功能用房，顶部为直升机停机坪。其建筑标高为164.8m，在主楼前面30层顶部装有钢结构电视发射塔，塔顶标高为198m。其钢结构涉及较多如：裙楼屋面钢结构、顶层屋面钢结构、顶楼钢结构发射塔等。9、国家游泳中心（水立方）：钢混剪力墙+钢结构+膜结构，建筑面积79532㎡，总用钢量6900吨，跨度最大的膜结构建筑（最大跨度130米）。该场馆的结构设计来源于爱尔兰数学家LordKelvin提出的“三维空间的最有效分割”问题，并利用和改良爱尔兰教授Weaire和Phelan提出的最优化多面体组合体系，创造性的设计出了新型多面体空间刚架结构。本文介绍了该结构体系的几何构成、性能、多面体空间单元的受力、整体结构体系的构成、ETFE充气枕的性能分析等有关内容。10、首都博物馆新馆：框架-剪力墙、钢结构屋盖，工程造价7.8亿元，建筑面积61680㎡。首都博物馆新馆上部大跨度钢结构受力复杂。利用风洞模拟大气边界层气流,对屋盖上、下表面和建筑外墙在各种风向角下的风压分布情况、风环境等进行了测试。在屋盖挑檐的端部设置百叶,有效地减小了长悬臂结构的风荷载效应。从多自由度体系在脉动风荷载作用下的运动方程出发,根据随机振动理论推导出了用于大跨度结构计算的风振系数公式,并考虑了场地类别、结构阻尼比对脉动增大系数ξ的影响。在国内首次采用热完成工艺成型方管作为主桁架的弦杆与腹杆,桁架的腹杆与弦杆直接相贯焊接,为了使设计经济合理,采用了多种方式提高节点的承载力。针对传统柱间预应力支撑体系存在的张拉过程复杂、柱顶偏移不易控制、在柱间桁架下弦杆引起附加轴力等问题,提出在中柱两侧布置人字形拉杆的支撑形式,大大简化了预应力张拉过程,有效避免了柱顶的偏移,减小了柱间桁架下弦的附加轴力。