宁波中银大厦钢结构深化设计.pdf

[摘要]中国建筑钢结构发展迅速，在保证安全可靠的前提下，建筑设计越来越追求复杂的造型、视觉的美观。造型奇特、安全可靠、经济适用的新型超高层建筑不断涌现。以宁波中银大厦为例，介绍了超高层钢结构深化设计软件及人员配备、空间坐标及平面定位、参数化节点建模、图纸设计、材料排版、数字化信息技术等内容，保证了设计意图的实现，方便了现场施工。[关键词]高层建筑；钢结构；深化设计；节点

内容摘抄：

1工程概况
宁波中银大厦由地上49层办公塔楼、4层商业裙楼及3层地下停车库组成，为综合性办公建筑。其总建筑面积14.5万m2,塔楼地上建筑面积约10.7万m2,顶标高为246.000m。建筑总用钢量1.5万t。塔楼建筑立面呈现“扭转上升并内敛”的效果，从结构底层开始，每层楼板借助于钢结构逐一旋转内收，楼板每层逆时针旋转1.1°至顶层共旋转了60°。楼板每层向内收缩100mm,使整个塔楼整体向上收缩，此特殊的结构设计使本项目成为国内目前施工难度最大的建筑工程之一，如图1,2所示。
2深化设计软件及人员配备
采用芬兰Tekla公司开发的钢结构详图设计软件Tekla Structures13.1进行三维建模，在三维环境下的细部设计，如螺栓配比、焊缝等级、施工间隙等设计能确保建造和安装阶段的无差错协作。所有图纸和报表都可以通过三维模型自动生成，比起传统的CAD制图，Tekla实现了高效率、零差错的目标。

在人员配备方面，充分考虑到项目难度及工期要求，安排总负责1人，建模3人，出图4人，审图2人。总负责和审图人员都是具备10年专业工作经验的高级工程师，建模人员也具备5年以上Tekla建模的工作经历。高素质的团队是保证设计质量的前提条件。
3深化设计内容及方法
3.1空间坐标及平面定位
由于本工程“扭转上升并内敛”的结构特点，塔楼外围框架钢柱每一层坐标都在变化，结构控制点坐标的定位是关键，根据设计院提供的结构坐标在CAD中放样再局部修正并导入Tekla软件中。在雨篷和裙房深化中，建筑外形呈空间扭曲造型，结构定位相当困难，只能根据建筑三维模型及幕墙预留空间找结构坐标，再进行结构布置及优化，并提交设计院审核。
3.2节点设计及优化
1)柱脚节点设计
考虑到现场安装方便，增加横向固定钢板将14件直径为30mm的锚栓固定，同时也起到加强锚栓和混凝土结合力的作用，使整体受力更加可靠（见图3）。

3.3参数化节点建模
对于高层钢结构来说，一般标准层结构布置和荷载相对变化不会太大，再加上结构对称性等原因，在同一层不同位置或不同层同一位置构件截面及连接形式会相似甚至相同，可直接利用Tekla自带节点库，这会给建模工作带来很多方便。宁波中银大厦从下到上旋转内收，和以往高层有很大不同，特别是在梁柱连接上没有一个完全相同的节点。塔楼中间为混凝土核心简，外围由一圈钢管混凝土柱和环向梁组成，径向梁一端连接钢柱，另一端与核心筒连接。节点主要有径向梁、环梁与钢柱的刚接节点、径向梁与核心筒埋件的铰接节点、主次梁铰接节点、主梁开孔节点。虽然节点类型不多，但是截面种类繁多，若每个节点一一放样则工作量较大。对于钢柱现场拼接节点、主梁开孔节点、钢梁吊耳码板等标准节点可以做成自定义节点。对于主次梁铰接、钢管柱与钢梁刚接等节点形式类似，只是具体节点板厚、螺栓数量不同，因此节点可以做成带参数的自定义节点。例如钢管柱与钢梁刚接节点，可以按照节点计算结果把每种截面对应的节点板厚度与螺栓大小、间距、数量、等级等信息做成文件或表格，再利用自定义节点中的函数把节点需要的信息从文件读取进去，从而生成正确的节点。也可以把节点计算的过程写成文件，通过自定义节点提供的原始数据直接算出结果返回给节点。这样大大节约了节点建模时间，且能保证准确率。

（略）

投稿会员：巧克力布丁