太仓市规划展示馆建筑造型为两条相互追逐的“鱼”，由体型复杂的钢筋混凝土框架-剪力墙结构、鱼形单层网壳及钢结构玻璃采光顶组成，采用BIM进行设计。鱼形单层网壳采用新型的高强螺栓毂节点。大跨度采光顶采用预应力张弦梁结构。该项目已于2013年10月投入使用。

建成后室内照片

建成后外观

1 工程概况

太仓市规划展示馆工程为位于江苏省太仓市南郊新城的一栋多层会展类建筑，其使用功能为城市规划展示，建筑面积约为14765m2。展示馆建筑造型为两条相互追逐的“鱼”，地下1层，地上3层，各层层高均为6m，其中混凝土结构的高度为18m，鱼形钢结构单层网壳的顶面高度约为28m。

建筑效果图

2 主体结构设计

展示馆主体结构分三部分：3层楼面以下为钢筋混凝土结构，之上有两个鱼形单层网壳钢结构及跨度为66.3m的预应力张弦梁钢结构采光顶。

2.1 混凝土结构体系

展示馆上部鱼形建筑为一个抽象的造型，并无几何构图规律，下部钢筋混凝土建筑的平面形状由三维模型切割而来，基本平面为椭圆环形。混凝土主体结构采用框架–剪力墙结构，结合楼电梯间设置部分抗震墙。

2层结构平面图

2.2 鱼形单层网壳

鱼形围护结构采用单层网壳结构形式，杆件均采用矩形管。网壳下侧支承于钢筋混凝土悬挑楼面梁上，并通过支座梁1逐渐过渡至采光顶，上侧通过支座梁2支承于中部采光顶钢梁上。网壳中部支承于混凝土柱顶设置的二级伞形支撑上。悬挑在外的鱼尾部分支承于支座梁1和支座梁2交接处，支座梁1通过钢柱与混凝土结构连接，支座梁2支承于采光顶上。鱼形网壳采用边长为1m左右的三角形网格，网壳支座节点形式均采用铰接支座。

屋顶钢结构构件

单层网壳施工现场

2.3 张弦梁采光顶

展示馆中庭采光顶屋面标高起伏叠落、跨度大，最终采用由两片斜向张弦梁和若干辐射梁组成的结构体系。在荷载作用下，辐射型钢梁将竖向荷载传递至铸钢节点1和铸钢节点3，再通过张弦梁传至4个盆式橡胶支座（节点5,7,16,18）。

采光顶结构布置图

屋面大跨度张弦梁施工现场

3 工程BIM设计简介

由于建筑体型存在较多无几何构图规则的空间异形结构，用传统的二维图形方式是非常难以描述的，而Revit却能非常优秀地完成曲线建模的工作。

通过把复杂的屋面形态进行分组，分解成若干部分相对简单的工作组，每一部分根据建筑的构件进行划分，比如屋面板、边梁、主次梁、柱子、墙体，最后再把模型组合在一起。空间模型形成后，各种梁、墙、柱的空间定位均可确定，特别是鱼形单层网壳上的各类构件，与其他构件或设备管线是否碰撞就一目了然。

Revit Structure所建立的整体模型

4 结构计算分析

采用SAP2000软件进行结构静力分析。本工程各类杆件的应力比均控制在0.9之内，对于如预应力张拉索及撑杆等关键构件，应力比控制在0.6之内。

钢结构杆件应力比

结构在荷载组合工况1.0恒载+1.0活载作用下，最大位移发生在节点34和节点53处，分别为146.95，146.92mm，满足规范要求。

1.0恒载+1.0活载作用下挠度/mm

采用反应谱法对结构进行地震作用下的分析，取前120阶模态计算，结果表明，在地震作用下结构杆件的内力均满足要求。

5 鱼形单层网壳结构新型高强螺栓毂节点设计

采用新型高强螺栓毂节点。各相贯杆件间用高强螺栓连接代替焊接，通过对高强螺栓施加扭矩从而使螺杆中产生一定的预紧力，迫使杆件的弧形端面与毂节点的侧面紧密贴合，使接触面有足够的摩擦力来承担杆端剪力，从而保证节点的刚度。

新型高强螺栓毂节点平面图

新型高强螺栓毂节点组成示意

更多内容详见《转自：建筑结构-公众号》杂志2013年第20期（10月下）苏州设计研究院股份有限公司专辑文章：

《太仓规划展示馆结构设计》；作者：叶永毅1，舒赣平2，张为民1，张涛2，王宝清1，危大结2，曹彦凯1；单位：1苏州设计研究院股份有限公司，2东南大学。

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