本文结合张谨于4月24日在杭州举办的第五届全国转自：建筑结构-公众号技术交流大会上所做的精彩报告及设计团队在《转自：建筑结构-公众号》上刊发的文章整理，经作者授权发布。未经本刊及作者授权，严禁转载，违者必究！
作者：张谨（苏州工业园区设计研究院股份有限公司 董事、副院长、总工）
苏州中心项目位于苏州工业园区湖西CBD，是苏州地区在建最大商业综合体项目，占地约21.1公顷。地上建筑面积130万㎡，地下建筑面积50万㎡。地块内东侧为在建东方之门，西侧为规划两栋600m超高层。地块中轴线有地铁一号线穿过，整个地块分为南北两部分。建筑效果图见图1。该项目建筑设计单位：英国Benoy事务所；结构设计单位：施莱希（sbp）工程设计咨询（上海）有限公司（初步设计），苏州工业园区设计院（详细设计，计算校核，数值风洞，多点激励分析，三维节点设计，各专业施工图完成）。
覆盖于南北两侧4个裙房单体上的大鸟形屋面为大型单层钢结构屋面（图2），屋面总投影面积约为35000㎡，外轮廓尺寸约为470m×100m，中部跨越55m大跨度中庭，最大展开长度南北向约630m，东西向约180m。为使屋盖结构要求尽可能轻盈，整个屋面中间无任何伸缩缝。屋面结构跨越四个单体，空间几何形状复杂，长度超长，属于超限大跨空间结构，需按相关技术要求报省级超限审查。
大鸟形屋面钢结构由三部分组成：树形柱支撑屋面和V形柱支撑的悬挂屋面和侧立面（图3）。通过在对应下部裙房结构混凝土柱的位置上设置树形柱（图4）和V形柱（图5），将大鸟形屋面竖向荷载传递至下部裙房。跨越55m的中庭部分考虑在相邻两侧混凝土结构的边缘位置设置V形支撑，将中庭作为类似悬挂结构设计。屋面结构的水平荷载，通过刚接树状柱、悬挂结构两侧V形支撑、垂直幕墙内侧水平支撑及悬挑梁传递至下部楼层的结构上。
大鸟形屋面钢结构的支座约束形式主要分为三类：刚接支座、铰接支座及带单向滑动功能的铰接支座。树状柱柱脚大部分为刚接；部分为铰接或铰接+单向滑动。树形柱和V形柱主要支座约束形式布置如图7所示。悬挑幕墙主要支座约束形式布置如图8所示。图9为树形柱和V形柱典型支座的节点构造形式。
悬挂屋面的杆件大部分为刚接连接，仅在两端设置了适量的铰接节点（不是支座），以适应地震作用下两边结构的错动变形，悬挂屋面横向铰接点设置范围见图10。
大鸟形屋面杆件均采用矩形钢管截面，主要杆件截面尺寸如表1所示。根据构件的实际受力情况，翼缘和腹板的厚度范围为10～50mm。树形柱和V形柱等抗侧力构件截面尺寸如表2所示。
根据不同部位构件的受力特点，构件之间的连接主要分为三类：刚接连接、销轴连接及板铰连接，连接构造见图11～13。
根据超限审查要点，本项目需要进行整体模型及分拆模型分析对比。
不同于传统曲面网格的三角形，本工程采用了刚度较小的四边形网格，其优点包括：节点类型简单、综合造价低且刚度小、更适应下部结构之间的位移差。网格划分见图14~16。
悬挂屋面存在双曲面，坡度分布复杂。挡堰及集水沟的设置见图17，有效地改变了水流形态，避免了雨水直接从屋面流向下面的苏州大道。挡堰构造示意如图18所示，一般幕墙连接节点如图19所示。
结构体型独特，形式复杂，屋面风压分布和风致响应不同于常规结构，同济大学土木工程防灾国家重点实验室以1/350的几何缩尺比对其风致效应进行了刚体模型风洞试验研究，见图20。
另根据超限审查专项要求，考虑到风洞试验模型的尺寸效应，专家建议采用CFD模拟进行对比分析，见图21。
本工程周边建筑风场示意见图22，风环境舒适度除部分区域影响坐之外都满足舒适性要求。
由于屋面钢结构构件为外露且兼做幕墙龙骨，防腐和美观要求非常高。苏州中心位于金鸡湖边，为轻度到中等腐蚀环境。通过选择除锈、涂装等特殊方案处理，屋面钢结构涂装的维护年限可提高到25年。
由于屋面区域面积较大，按照施工分区可以分为7个区（图23）。
安装方案：设置条状脚手架及组合门式支撑架（图24），根据运输限制条件进行网格分块，在工厂分块加工好后，运输至现场，利用塔吊直接安装就位，最后现场安装分块间的嵌补杆件（图25）。
裙房屋顶层施工完成后进行树形柱的安装，树形柱采用脚手架支撑或设置格构式临时支撑，树形柱只进行初步定位，吊装屋面网格单元时，树枝与网格节点同步调整就位、焊接，确保安装精度（图26）。V形柱同样按此法施工。
结构卸载采用脚手架卸载+沙袋卸载的二次卸载方案，可以有效地避免幕墙安装过程中引起的各片幕墙间的不均匀变形，减小幕墙间的缝隙。
有关本项目的更多内容详见2015年第14期文章，题目：《苏州中心“未来之翼”屋面钢结构设计》；作者：路江龙1，陈伟2，沈晓明1，朱寻焱1，谈丽华1；单位：1 苏州工业园区设计研究院股份有限公司；2 施莱希工程设计咨询（上海）有限公司数值风洞在苏州中心。题目：《数值风洞在苏州中心“未来之翼”屋面设计中的应用》，作者：杨律磊，龚敏锋，路江龙，张谨；单位：苏州工业园区设计研究院股份有限公司。
1）8月18-20日北京：中国钢结构协会钢结构设计分会成立大会暨第一届全国钢结构设计学术交流会（可计注册继续教育20学时）。郁银泉、周建龙、方小丹、郭彦林、黄世敏、李爱群、李霆、束伟农、王立军、王仕统、张同亿、娄宇、刘琼祥、冯德民、葛家琪、施刚、朱炳寅将做精彩报告。咨询电话：李娜010-57368783，15801601545。点击此处查看详情
2）8月22-23日北京：《装配式混凝土剪力墙结构住宅系列图集》宣贯培训。图集负责人详细介绍装配式混凝土剪力墙结构住宅建筑设计要点、装配式混凝土结构设计及施工图绘制、连接及节点构造设计、构件设计及构配件选用等。咨询电话：熊文文010-57369042，18610687469。点击此处查看详情
3）《转自：建筑结构-公众号》杂志社协助组织国内的专业人士参加2015年国际上的两个重要学术会议：第五届世界结构工程大会（SEWC 2015，新加坡，10月）、世界高层都市建筑学会大会（CTBUH 2015，美国，10月）。有意参加者请先预报名，以便我们初步预估参会人员规模。点击此处查看详情（含报名方式）
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