青岛东方影都展示中心作为青岛东方影都首个标志性建筑，目前是世界最大的螺形建筑，建筑创意为“鹦鹉螺”，其独一无二的完美曲线映射出青岛美丽、浪漫、现代的特征。本项目已于2013年11月16日正式开放。

1 工程概况

青岛东方影都展示中心（图1）占地面积约2.3万m²，建筑面积约4900m²左右，建筑外轮廓尺寸为86.18m（长轴）×67.95m（短轴），室内无柱大空间约为61m（长轴）×46m（短轴），共2层，屋盖最高点高度为23.4m。1层主要功能空间含模型展区、业务洽谈区、小型3D放映厅（48座）和设备机房，其中模型展区设置世界最大的嵌地式升降智能沙盘；2层主要功能为办公室和小型会议室。1层结构平面布置图及结构剖面图分别见图2，3。

图1建筑效果图

图2 1层结构平面布置图

图3 结构剖面图

2 结构分析及设计

2.1结构方案

本项目造型复杂，外轮廓为不规则的海螺形。为能够反映建筑的外形效果，满足使用空间与视觉要求，主体钢结构采用杆件布置简洁、杆件截面相对统一的单层网壳结构。采用SAP2000程序建立有限元模型，三维轴测模型如图4所示。

图4三维轴测模型

“鹦鹉螺”采用BIM技术辅助设计出图，并对在BIM里建立了设备管线，对结构构件及管线进行碰撞检查，同时，模型中建立铝板幕墙及玻璃幕墙，对幕墙分割优化调整，如图5所示。

图5 BIM模型

屋面单层网壳分10个区，其中网壳1～网壳8下部分开，上部与网壳9，10连为一体，每片网壳之间（即螺缝处）通过空间扭曲桁架连接。

整个建筑仅在外围设置了两圈φ600钢管混凝土柱，柱顶采用树杈支撑与屋面铰接。考虑到此种柱位对于屋面螺心处网壳的支承作用较小，在建筑屋面网壳螺旋线处设置三道支承在φ800钢管混凝土柱上的空间扭曲箱形钢梁，形成三角形结构，并沿中间螺心采光井周围设置一圈次环梁。

本工程主入口钢结构水平跨度约为40m，高度约为23m，最大悬挑约为15.4m。在主入口处设置三榀倒三角形格构式钢桁架，有效地减小了悬挑跨度；在三榀钢桁架间设置2层平面桁架，提高其稳定性，并用于支承主入口处的玻璃幕墙。主入口钢结构实景如图6所示。

图6主入口钢结构实景

2.2杆件截面

钢构件采用Q345B钢材，根据受力情况，屋面网壳杆件的截面分别为□200×150×8，□300×150×10，□350×150×10，□350×150×12，□350×200×12；箱梁及次环梁的截面分别为□1 200×500×35，□600×300×20；框架柱采用钢管混凝土柱，截面分别为φ600×20，φ800×30；螺缝处空间桁架弦杆截面为□350×200×16，腹杆截面为φ168×8。

2.3结构分析

计算分析时，采用SAP2000整体建模，地震按照提高一度即7度进机计算；按百年一遇的基本风压，考虑了8个方向的风向角进行风荷载计算，见图7；温度荷载按照升温、降温各30℃进行内力计算；网壳稳定性计算时考虑几何非线性的全过程有限元法计算，并考虑1/300的初始几何缺陷的影响；由于屋面中部存在“凹”区域，结构设计时进行了积雪荷载作用的极限分析，并在屋面凹槽处增加了电伴热融雪措施。

图7施加风向角示意图

3 结构特点及难点

（1）钢屋盖外形为海螺形，所有杆件均为空间扭曲构件，每根杆件的局部坐标轴均不同，屋面网格划分及建模非常困难，工作量大。

（2）本工程位于海边，风荷载较大，荷载规范无准确的体型系数和风振系数供设计参考；屋面有多道折面，且螺心处下凹，非常容易积雪；内部大空间吊顶荷载较大。

（3）本项目属于不规则大跨度网壳结构，网壳柱脚间跨度已超出相关规程规“单层双曲抛物面网壳的跨度不宜大于60m”要求，且该结构既有网壳结构的承载特征，又有框架结构的传力特点，内力及稳定性计算复杂。

4 网壳典型节点

单层网壳节点必须采用刚接节点。本工程网壳中任何一个杆件均为空间扭曲杆件，在钢结构实体模型中，交点处的四根杆件在交汇处会有翘曲而无法施工，最初设想为在网壳节点区设置400mm长的扭曲过渡接头，将支管杆件与接头焊接，见图8。然而此种做法虽然美观，但对加工及安装精度要求很高，由于工期紧张，无法完成。

图8 网壳典型节点

后经多次讨论，决定在杆件连接处以圆柱形节点（图9）代替原设计的过渡接头，圆柱形节点照片见图10，避免了过渡接头复杂的空间找形过程。圆柱形节点中钢管壁厚为20mm，内设十字形加劲板，在钢管上下设厚度为20mm的盖板。

图9 圆柱形节点大样图

图10 圆柱形节点照片

5 施工概况

“鹦鹉螺”的设计及施工工期（内装完成）只有短短的三个月，从开始设计到主体完成也只用了55天，是典型的三边工程，现场服务工作量巨大，结构设计人员白天现场服务、晚上进行设计，加班加点、昼夜奋战，设计水平及现场服务均得到了甲方的一致认可和好评。施工现场图见图11，建成后室内及实景图见图12。

图11 施工现场图

图12 鹦鹉螺室内及室外实景图

更多内容详见2014年第21期《转自：建筑结构-公众号》杂志文章，题目：《青岛万达东方影都展示中心单层网壳结构设计》；作者：侯书利1，蒋世林1，王建超2，巴文博1，王环玲1，臧传波1，谢玲君1；单位：1 山东同圆设计集团有限公司；2 大连万达商业地产股份有限公司。

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