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结构上要体现“云”的主题和意境; -
具有极致通透感,水平向构件视觉遮挡最小,务必使钢梁厚度最小,最好就是一片板,要的是“云淡风轻”,而不是很大的钢梁,“乌云密布”。 -
各个视角结构有一定的变化,不至于太呆板。连接云片的竖向构件也希望采用钢板制作。当夕阳西下,透过云时,有一种云蒸霞蔚的感觉。
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云片(水平向构件)采用钢板制作,柱支点之间的梁跨高比远超常规钢梁尺度,云片竖向刚度是否能够保证? -
为了避免呆板的建筑效果,钢板立柱在云片上下层之间不连续交错布置。竖向力是否可以在不断转换中传递到基础? -
“云”由立柱支撑,如何避免立柱与云片交界处的集中弯矩过大? -
“云”结构的抗侧刚度从何而来? -
“云”断面呈圆弧状布置,如果保证结构不外鼓、不向外倾倒? -
为了取得较好的建筑效果,竖片的宽度相对云片宽度有较大的退进,造成了竖片与云片之间的连接存在较大的偏心(如图 5所示)。此偏心是否能实现?如何通过计算反应此偏心的影响?
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云片通过刀片连接成整体,虽然刀片厚度较小,但只要适当加大刀片的厚度,就可以使得“刀片”的抗弯刚度远大于“云片”的抗弯刚度,从而形成“空腹桁架”的效应,将大大加强云片的竖向抗弯刚度。 -
云片虽然是钢板梁,但由于其呈环向,板内存在较大的张力,云片将可以提供一部分应力刚度,以解决梁跨高比过大抗弯刚度不足的问题。 -
结构上可以将顶部云片连接成封闭的环状(图 3),通过封闭顶部云片,使结构形成完整的壳体,结构整体刚度得到了很大的加强,结构外鼓和倾倒的问题被结构的环梁张力所解决。 -
将立柱顶部设置成三个分支的树杈柱,将柱顶的集中弯矩离散成三个树杈的轴力,避免局部应力过大。 -
关于偏心的问题,通过通用有限元软件可以进行准确模拟,反映偏心的真实状态。
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以竖板作为立柱,水平板作为横梁,形成了多跨连续钢框架(立柱上下不对齐,但可通过水平板在每层传递水平力。) -
由于结构呈球状,一个方向的侧向力通过水平板传递至与侧向力方向一致的竖向板上,从而通过竖向板面内足够大的抗剪能力传递水平荷载。 -
最后传递至分叉柱顶,并由立柱传递至基础。
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采用通用有限元分析软件ABAQUS进行局部模型的分析 -
将计算结果与杆系有限元分析软件3D3S进行对比,得出计算的差别 -
然后采用3D3S对整个结构进行分析,并综合考虑前述差别,完成结构的不断优化和设计。 -
最终对于局部应力的考察,仍然采用ABAQUS对3D3S的局部模型进行计算。
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树杈柱的位置和数量:均匀分布的树杈柱,有利于使“云”结构竖向刚度均匀; -
云片的连续性、环通性:越环通整体刚度越大; -
云片厚度:提高云片厚度可以提高此云片的抗弯刚度,但也造成了结构自重的增加; -
刀片厚度:刀片厚度在合理范围时,“云”结构可以获得较好的整体刚度; -
刀片位置:刀片位置实际上非常关键,合理的刀片位置将使得结构竖向刚度合理,但过多的刀片将影响视觉效果。 -
局部位置的结构优化:尤其是云片在内凹位置,由于“球壳”效应的减弱,结构局部刚度和云片刚度将可能非常不利。
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