潭州国际会展中心超限分析

项目概况

广东（潭洲）国际会展中心二期及配套项目总建设用地：22万㎡，其中会展中心（含能源中心）13万㎡；会展配套酒店2万㎡，其它停车楼等7万㎡。本次设计为1包部分，1包部分为会展中心（含能源中心及仓库）。会展中心由5个展馆和中庭部分组成，结构上由上部钢结构屋盖及下部钢框架体系组成。下部钢结构采用钢框架体系，共3层，南北长约323.8m，东西长约292m。

另外，下部结构在南北入口处及靠北侧的中部共设置5道柱间支撑。上部钢屋盖连成整体，不设置结构缝，南北长约380m，东西约300m，由5个展馆屋盖及中庭屋盖组成。其中，展馆采用三角形空间管桁架结构体系，中庭采用双层网壳结构体系。屋盖最高点标高33米（结构中心线）。展馆主桁架跨度72m，中庭跨度40m，中庭南北最大悬挑长度约为38米。

本工程南北向屋盖长度380m，大于300m，属于超限大跨空间结构。

建筑效果图

结构选型与布置

1包、2包结构缝设置

本项目按施工先后顺序分为1包、2包，1包、2包设置结构缝，结合结构缝设置位置调整建筑功能为室外区域或室外平台花园，结构缝设置示意图如下所示：

首层底板结构

5个展馆展厅区域考虑展览功能，使用活荷载达100 kN /m2。中庭区域考虑小型展览功能，使用活荷载达50 kN /m2。综合考虑适用活荷载、场地地质条件等，在首层（地面层）布置结构板、预应力管桩，形成桩+桩帽+结构板的结构体系。

预应力管桩选取Φ500（AB型，壁厚100mm），结构板厚300mm，桩帽高度为550mm，平面尺寸为1500×1500。桩帽之间设置暗梁，暗梁截面为400mmX300mm。其中展厅桩平面布置网格为3.2mX4.5m，桩在次管沟侧壁上错位居中布置，展厅结构平面布置图如下图所示：

展厅局部结构平面布置图

下部钢结构

下部钢结构采用钢框架结构体系。展馆下部结构共三层功能房间，主要为仓库（首层）、设备用房、办公及其它配套用房。每个展馆下部结构在南北两侧呈条形布置，东西向长为126m，南北向长7.2m（一个柱跨）、11.7m（两个柱跨）。中庭大部分区域为一层，局部两层，主要室外活动平台，二层局部房间为办公功能。另外在北侧与二包交接处部分共有三层，主要功能为办公及后勤用房。

下部结构钢柱与基础固接，框架梁与钢柱刚接，柱顶与屋盖采用铰接连接。二层南北方向超过300m，设置两道结构缝，在三层及以上各部分独立脱开，如下图所示：

下部结构三维示意图(支撑上部屋盖框架柱-蓝色；支撑条形裙房框架柱-洋红色；支撑二层中庭框架柱-青色；抗风柱-绿色梁-墨绿色；柱间支撑-红色)

二层结构平面图(梁-墨绿色；柱间支撑-红色)

三层结构平面图(梁-墨绿色；柱间支撑-红色)

下部结构后浇带布置图（红色区域维后浇带）

展馆首层层高5.4m，二层层高5.7m，三层层高3.6m。中庭首层层高6m，二层层高5.1m，三层层高3.6m。楼盖体系采用钢梁+钢筋桁架楼承板组合楼盖，次梁采用单向双次梁布置。楼板采用钢筋桁架楼承板，混凝土强度等级为C30。

柱间支撑示意图（红色）

上部钢屋盖

上部钢结构屋盖南北向长380m，东西向最大宽度约300m，由5个展馆屋盖及中庭屋盖连成整体，屋盖不设置结构缝。其中，展馆屋盖采用三角形空间管桁架结构体系，中庭屋盖采用双层网壳结构体系，另外展馆之间局部连接部分采用平面管桁架体系。

上部钢屋盖东西立面

上部钢屋盖南北立面

上部钢屋盖俯视面

上部钢屋盖东西立面

上部钢屋盖三维轴侧图

（1）展馆屋盖构成

展馆屋盖投影尺寸为130mX94.5m和130mX90m。结合建筑梭形的外型，展厅区域采用三角形空间管桁架+弧形钢梁体系，三角形空间桁架高度为5.1m，上弦宽为6m，桁架跨度方向节间长度为6m。三角形空间管桁架间距18m，支承于下部结构钢柱顶上。

屋盖南北悬挑长度为13.5/9m，采用平面桁架悬挑+鱼腹式桁架体系，东西向悬挑长度4.2m，采用钢梁悬挑。弧形钢梁结合展厅吊点荷载分布设置，布置间距3m，投影跨度约15m。

在桁架下弦平面内设置一道水平支撑（南北向）及三道系杆（东西向），保证屋盖的整体性及水平力的传递。另外，展厅范围东西向设置封边空间桁架，同时作为周边悬挑桁架支承桁架，封边空间桁架一侧的平面桁架也作为柱顶桁架支承于下部结构的钢柱顶上。

(2)中庭屋盖构成

中庭屋盖采用双层网壳结构体系，南北向长381m，东西向跨度40m，南北向最大悬挑长度38m。沿着东西向布置拱桁架，拱脚桁架高度约3.5m，拱顶桁架高度约2.5m，靠近中央绿谷拱顶桁架高度结合建筑造型变薄。

拱桁架布置与轴网一致，主要间距为9m，南北两端悬挑区域拱桁架布置间距为4.5m。在南北入口处设置空间拱桁架，空间拱桁架作为悬挑部分纵向桁架的支承桁架，需要重点加强，尤其是拱桁架最外侧一榀桁架。

沿着南北向布置纵向桁架，纵向桁架在南北悬挑部位同时为悬挑桁架，悬挑桁架在端部结合建筑造型变薄。中庭部分共布置7道纵向桁架，其中屋脊设置一道，东西两侧支承柱顶（展馆山墙柱）上各设置一道，柱顶纵向桁架高度约3.5m，贯穿于整个中庭南北向，长度约349m。

另外，南北两端中庭以外区域各设置8道纵向悬挑桁架与展馆连接，布置间距为4.5m。另外，中庭两端各设置一道东西向的水平支撑，水平支撑延伸至展馆屋盖一跨，起到增强屋盖整体性及保证水平力的传递，同时有利于控制悬挑部分屋盖的位移。

中庭绿谷位置屋盖采用平面桁架悬挑，悬挑桁架延伸至展馆屋盖一跨，与边跨三角形空间桁架连接成整体。

中庭屋盖三维图（含与展厅连接区域）

中庭屋盖局部放大图

中庭屋盖中部局部放大图

（3）中庭与展馆连接部分构成

中庭屋盖东西向拱桁架延伸至展馆屋盖一跨，与边跨三角形空间桁架连接。由于中庭拱桁架间距为9m，边跨三角形空间桁架节间间距需要调整为4.5m，有利于与中庭拱桁架共节点连接。另外，在连接区域设置南北向的水平支撑，并延伸至悬挑部分，水平支撑起到增强屋盖整体性及保证水平力的传递，同时有利于控制悬挑部分屋盖的位移。