青岛北站主站房屋盖钢结构深化设计技术.pdf

[摘要]青岛北站主站房屋盖钢结构建筑造型独特，主要由10榀立体拱架组成，构件采用异形截面。结合该工程屋盖钢结构中的巨型复杂倒三角空间弯曲屋脊梁、多接口豆型截面横梁、空间双向倾斜梭形V形撑等关键部位的深化难点和解决措施，详细阐述了空间异形变截面钢结构的深化设计技术，展现了Tekla Structures和CAD三维技术结合在结构形式复杂的钢结构工程深化设计中的成熟应用。[关键词]钢结构；屋盖；立体拱架；异形截面；深化设计

内容摘抄：

1工程概况
青岛北站位于青岛市李沧区，为特大型铁路客站和综合性交通枢纽。主体结构由主站房屋盖、主站房高架候车厅、东西广厅和两侧对称的站台无柱雨篷组成，占地面积约4万m2。如图1所示。

主站房屋盖为复杂的空间钢结构体系，东西长约350m,南北宽168~213m。由10榀顺轨向的立体拱架组成（见图2），中部5m高、3.8m宽的三角形屋脊大梁将10榀拱形体系纵向串连为一个整体。每榀立体拱桁架由1榀拱、2根横梁、6对V形撑、16根交叉索以及2根横梁间的纵向檩条组成。拱形受力体系跨度为101.2~148.7m,最大悬挑约30m,每榀拱形受力体系通过几何单元的变化来模拟飞鸟展翅的姿态，最终形成一个结构新颖、造型独特的复杂空间结构。

2屋盖钢结构深化设计技术
2.1巨型复杂倒三角空间弯曲屋脊梁深化设计技术
2.1.1屋脊梁概况
屋脊梁纵向串联整个站房结构，为复杂巨型倒三角箱形结构，由2个倒三角形上弦、1个倒三角形下弦和中间腹板组成。其中上弦和下弦均为圆角折板和封板组成的三角密封结构。箱体内部在与主拱、屋面横梁交接处设置多道倒三角环形劲板用以结构加固。为了优化结构设计，顶板及腹板均设有孔洞，部分孔洞通过预应力拉杆进行加固。整个站房结构屋脊梁长约352m,倒三角箱形截面高度5m,宽度3.8m,重约1.8t/m。如图3所示。

2.2人字拱深化设计技术
2.2.1人字拱概况
人字拱对称分布于屋脊主梁的两侧，共10对，单根最大长度75m,单根最重121t,人字拱下部与拱脚桩基承台相连，上部与屋脊主梁焊接，是整个结构的主要承重构件。

2.3多接口豆型截面屋面横梁深化设计技术
2.3.1屋面横梁概况
屋面横梁对称分布在屋脊主梁的两侧，与人字拱采用V形撑及拉索预应力体系连接，屋面横梁截面由竖向腹板、上部方管及下部豆型截面组成，共34榀，单根最长102.1m,单根最重122.3t。竖向腹板在靠近屋脊梁侧区段内沿纵向高度渐变，由开始渐变区段至与屋脊梁接合处竖向腹板高度由1593mm渐变至3834mm,豆型截面尺寸恒定，沿屋面横梁下部控制线弯曲变化。屋面横梁之间采用主檩条连接，最多单侧接口达到15个。屋面横梁0.83~1.15t/m。如图6所示。

3结语
钢结构深化设计是联系设计、制作和安装单位的桥梁，钢结构深化设计的质量直接关系到结构的安全、工程的成本、工期等，特别是对类似青岛北站主站房屋盖这样的空间异形变截面工程能否很好地实现建筑师的意图，起到了非常重要的作用。本文从青岛北站主站房屋盖钢结构特点着手，经过精心的深化设计，达到了理想的效果。通过工程关键部位深化设计技术，展现了Tekla Structures三维技术和CAD相结合在结构形式复杂的钢结构工程深化方面的优势，可供同类建筑钢结构工程的设计、施工参考。

（略）

投稿会员：巧克力布丁