工程概况:新广州站位于广州市番禺区,是我国第一条客运专线——武广客运专线的终点,总建筑面积约为56万m2,主要分为主站房和南北两侧的无站台柱雨棚三部分。主站房平面东西长468m,南北宽222m,投影面积10.4万m2,采用分片叠合的造型,寓意南国的芭蕉叶。
结构特点:整个屋盖体系采用大跨度预应力空间结构形式,其分层示意图如图1所示。根据不同的结构形式,主站房的结构大致可划分为两个区域:中央采光带杂交结构体系;中央采光带两侧由张弦梁、新型内凹式索拱、联系桁架、檩条、撑杆和钢管混凝土柱共同组成的空间结构,其主要受力构件为52榀索拱。中央采光带在屋盖正中,贯通东西方向,呈半径渐变的柱面造型,采光带总长347.6m,其跨度由中部的34.0m渐变为端部的58.4m,壳体边界支承在封边三角桁架和柱顶上。中央采光带的上弦结构采用的是索拉网壳结构形式。在长度方向468米不设升缩缝,温度应力复杂。
图1 新广州站主站房屋盖结构示意图
虚拟仿真:采用生态建筑设计软件Ecotect进行新广州火车站主站房钢屋盖日照温度场分析,并用SAP2000计算区域不均匀温度对结构的影响,且与常规的整体均匀升温进行比较。并利用ANSYS软件对新型内凹式索拱结构的受力性能进行仿真分析。
图2 太阳日运行轨迹(7点) 图3 太阳年运行轨迹(12点)
图4 主站房钢屋盖模型图 图5 X向位移云图
图6 Y向位移云图 图7 Z向位移云图
图8 主站房钢结构屋盖局部应力比图
图9. 实验实景
图10 内凹式索拱结构仿真模型
图11 全跨荷载下内凹式索拱结构变形图
图12 半跨荷载下内凹式索拱结构拱身弯曲应力分布
图13 半跨荷载下拱结构弯曲应力分布
图14 全跨荷载下内凹式索拱结构拱身弯曲应力分布
图15 全跨荷载下拱结构弯曲应力分布
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