高矢跨比索拱结构体系设计与研究

董 越， 徐 杉， 孙海林， 陆 颖， 孙庆堂

(中国建筑设计研究院， 北京 100044)

0 前言

拱是结构与建筑相结合的一种形式，可以清晰地表现出力流与美学的外观，具有跨越能力大、受力合理和美观大方的特点[1]。索拱结构体系的相关研究也越来越多[2-4]。理想的拱形需接近合理拱轴线，从而保证恒载作用下的拱形截面内只受轴力不受弯矩。随着建筑造型多样化以及建筑功能的需求，常规拱形已远远不能满足现代建筑的需要。尤其是通廊类建筑，高矢跨比或超高矢跨比拱形可营造出更开阔的内部空间，更加充分地满足内部使用功能的需求，受到越来越多的建筑师青睐。由于高矢跨比拱形矢高过大，致使其抗侧刚度明显减弱。为改善结构的内力分布并限制其变形的发展，将纯拱、拉索与撑杆合理组合，利用索力或撑杆提供支承作用，进而形成高矢跨比的索拱体系。

图1 平面布置图

中铁青岛世界博览城展览中心包括展廊与展厅两部分，以中央十字展廊为功能组织核心，南北各布置6个独立展厅单元，共计12个独立展厅单元(图1)。展廊平面呈十字形布置，东西向长507m，南北向长287m，最高点标高35m。下部主体结构为混凝土框架体系，地上1层，局部设置1层地下室。十字展廊屋盖结构体系为预应力索拱结构，索拱平面外顺柱面网壳沿纵向利用高强钢拉杆通长设置交叉支撑，以保证索拱平面外的稳定。主拱方向跨度为47.46m，矢高为28.75m，矢跨比为1∶1.6。次拱方向跨度为31.56m，矢高为19.15m，矢跨比为1∶1.6，均属高矢跨比拱形。……