MIDAS在內(nèi)蒙古科技館新館超大雨篷設(shè)計(jì)與施工中的應(yīng)用

　　1　工程概況
　　內(nèi)蒙古科技館主入口雨篷呈橢圓狀，懸挑最遠(yuǎn)處8.43m，無(wú)拉桿體系，面積約110平米。雨篷為鋼結(jié)構(gòu)點(diǎn)式玻璃雨篷，經(jīng)計(jì)算確定玻璃配置為10+1.52PVB+10雙鋼化夾膠玻璃，采用250型不銹鋼爪件，鋼梁外包3mm氟碳噴涂鋁單板。

　　2　工程難點(diǎn)
　　1、為了保證外立面的效果，建筑師要求雨篷采用無(wú)拉桿體系，受力模式為懸臂梁，對(duì)雨篷結(jié)構(gòu)鋼架本身的剛度、強(qiáng)度及穩(wěn)定性要求就非常高，增加了設(shè)計(jì)難度。

　　2、建筑師預(yù)留的雨篷建筑高度尺寸為500～600mm（包括了爪件和玻璃的高度），并要求雨篷鋼架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，線條明快，與主體結(jié)構(gòu)相呼應(yīng)。

　　3　結(jié)構(gòu)形式選擇
　　根據(jù)建筑師對(duì)外立面效果的要求及實(shí)際工況條件，我們認(rèn)為可以采用以下三種結(jié)構(gòu)連接形式：

　　1、主受力鋼梁采用桁架形式；

　　2、采用框架梁連接形式，連接節(jié)點(diǎn)采用純剛接形式；

　　3、采用框架梁連接形式，連接節(jié)點(diǎn)采用鉸接形式；

　　經(jīng)過(guò)分析，如果采用鉸接形式，一方面對(duì)于懸臂結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)是不安全的，另一方面為保證計(jì)算通過(guò)，就得局部加大截面尺寸，會(huì)破壞整個(gè)外立面效果；如果采用桁架形式會(huì)增加鋼架的截面尺寸，也破壞外立面的整體效果。因此，我們決定采用第二種結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行設(shè)計(jì)。

　　4　材料選型
　　H型鋼屬于高效經(jīng)濟(jì)截面型材，由于截面形狀合理，它們能使鋼材更好地發(fā)揮效能，提高承載能力。不同于普通工字型鋼的是H型鋼的翼緣進(jìn)行了加寬，且內(nèi)、外表面通常是平行的，這樣可便于用高強(qiáng)度螺栓和其他構(gòu)件連接，其尺寸構(gòu)成系列合理，型號(hào)齊全，便于設(shè)計(jì)選用。因此本工程選用H型鋼作為鋼梁的截面形式。

　　5　計(jì)算參數(shù)
　　(1)恒荷載（主要為玻璃和駁接爪件）：0.65KN/m2
　　(2)活荷載：0.5 KN/m2
　　(3)雪荷載：0.4 KN/m2
　　(4)風(fēng)荷載：，基本風(fēng)壓0.55 KN/m2，分兩種情況考慮
　　① 第一種情況：按照荷載規(guī)范GB50009-2012中8.3.3條中的第二條中的要求，體形系數(shù)取-2，此為負(fù)風(fēng)壓；

　　按照外圍護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算公式得WK= βgzμslμzw0=-1.5 KN/m2
　　② 第一種情況：為安全考慮，體型系數(shù)取0.5，此為正風(fēng)壓；

　　按照外圍護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算公式得WK= βgzμslμzw0=0.4 KN/m2
　　(5)地震參數(shù)：8度抗震（0.2g），設(shè)計(jì)地震分組為第一組，場(chǎng)地類(lèi)別為Ⅱ類(lèi)，場(chǎng)地特征周期Tg=0.40
　　(6)溫度：溫差按照±30°考慮
　　6　結(jié)構(gòu)計(jì)算
　　6.1計(jì)算模型

　　6.2初步試算
　　H型鋼梁初步選用400x200x8x13，經(jīng)計(jì)算桿件的應(yīng)力比過(guò)小，說(shuō)明桿件截面尺寸過(guò)大，富余量較大，不經(jīng)濟(jì)可以選用截面較小的H型鋼。        

　　6.3材料定型
　　經(jīng)軟件自動(dòng)選擇，H型鋼300x150x8x10可以滿足要求。

　　6.4計(jì)算
　　(1)恒荷載加載（按照雙向板）

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內(nèi)蒙古科技館新館

內(nèi)蒙古科技館新館位于呼和浩特市新華東街北側(cè)。工程建設(shè)總面積為48300平方米，建成后的新科技館展覽教育面積約28000平方米，工程總投資4.6億元。內(nèi)蒙古科技館新館外型設(shè)計(jì)采用以旭日騰飛為創(chuàng)意的方案。

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