國(guó)家會(huì)議中心二期項(xiàng)目大跨重載轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

王鑫鑫， 于東暉， 韓 巍， 常 婷

(北京市建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司， 北京 100045)

1 工程概況

國(guó)家會(huì)議中心二期項(xiàng)目作為貫徹落實(shí)新版北京城市總體規(guī)劃的重點(diǎn)內(nèi)容，是強(qiáng)化首都國(guó)際交往中心功能的重要設(shè)施，同時(shí)也是北京2022年冬奧會(huì)和冬殘奧會(huì)主媒體中心(MMC)所在場(chǎng)所。建筑主要功能為會(huì)議、展覽中心及配套用房(圖1)?？偨ㄖ娣e約為40.9萬m2，地下共2層(局部夾層)，地上共3層(局部夾層)，地上平面尺寸約為456m×144m。

圖1 國(guó)家會(huì)議中心二期項(xiàng)目整體鳥瞰圖

相較于常規(guī)會(huì)展建筑，本工程為平衡項(xiàng)目用地限制及建筑功能需求，采用在多層建筑的底部設(shè)置大跨空間的形式。首層設(shè)置8 000m2的會(huì)議區(qū)及20 000m2的展覽區(qū)，形成會(huì)議廳72m×108m無柱大空間，展覽廳81m×120m及81m×114m兩個(gè)無柱大空間；地上二層(20～30.80m)為大中小型會(huì)議展覽區(qū)；地上三層(30.80m～屋面)為宴會(huì)廳、峰會(huì)廳及屋頂花園等功能區(qū)。

2 轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)選型與設(shè)計(jì)難點(diǎn)

2.1 結(jié)構(gòu)選型

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)利用會(huì)議廳及展覽廳周邊夾層高度設(shè)置雙向桁架實(shí)現(xiàn)首層大空間，同時(shí)作為支承地上二、三層及周邊夾層樓面的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)。南北向轉(zhuǎn)換桁架布置及上部樓層關(guān)系、東西向典型剖面如圖2，3所示。

圖2 南北向轉(zhuǎn)換桁架布置及上部樓層關(guān)系示意

圖3 東西向典型剖面圖

在正常使用階段，會(huì)議廳轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)及其上部樓層總重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值約為40kN/m2，展覽廳總重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值約為50kN/m2，轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)構(gòu)件控制組合以重力荷載組合為主。由圖2，3可見，轉(zhuǎn)換層上部柱網(wǎng)(6～36m)不均勻布置且周邊夾層錯(cuò)落，重力荷載分布不均勻，對(duì)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了較高要求。

分別對(duì)單向超高跨層桁架、單向張弦桁架、單向雙層張弦桁架、雙向正交平面鋼桁架等多種轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行了對(duì)比分析，但由于建筑方案及平面功能限制，最終采用了較為常規(guī)的雙向正交平面鋼桁架作為轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)。該形式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)承載力及剛度適中、結(jié)構(gòu)整體抗連續(xù)倒塌性能較好、可以最大程度保證建筑平面及空間靈活性。為了減小次桁架跨度，在展覽廳大空間中部增設(shè)兩根結(jié)構(gòu)柱，形成雙向傳力體系，達(dá)到優(yōu)化桁架高度、保證建筑控高要求的目的。會(huì)議廳及展覽廳轉(zhuǎn)換桁架主方向兩端與兩側(cè)鋼管混凝土端柱-帶鋼斜撐混凝土剪力墻筒剛接，形成巨型轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)[1]，提供豎向承載的同時(shí)也構(gòu)成主體結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力體系。

受限于首層大空間及凈高要求，會(huì)議廳轉(zhuǎn)換桁架跨度為72m，桁架上下弦中心距中部為6.7m、根部為5.47m；展覽廳轉(zhuǎn)換桁架跨度為81m，桁架上下弦中心距中部為6.7m、根部為5.67m。展覽廳轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)布置如圖4所示，主要構(gòu)件參數(shù)及材料如表1所示。

圖4 展覽廳轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)布置

表1 轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件參數(shù)及材質(zhì)

2.2 設(shè)計(jì)難點(diǎn)

國(guó)家會(huì)議中心二期項(xiàng)目采用的大跨度、重荷載轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，這種情況在工程實(shí)踐中極為罕見，設(shè)計(jì)中不僅需對(duì)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的傳力路徑、承載能力、抗連續(xù)倒塌、抗震性能等進(jìn)行分析，確保結(jié)構(gòu)承載安全[2-3]，同時(shí)還應(yīng)對(duì)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)上部框架作為空腹桁架參與整體受力與變形所導(dǎo)致的次內(nèi)力效應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)分析；轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)施工與卸載順序[4-5]、超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)分塊施工、溫度效應(yīng)[6-8]等對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件最終受力狀態(tài)的影響，也需要在設(shè)計(jì)階段予以充分分析，才能保證施工方案的可行性和結(jié)構(gòu)在正常使用階段的整體安全。這些都給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來了困難和挑戰(zhàn)。

3 轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1 轉(zhuǎn)換桁架整體分析與設(shè)計(jì)優(yōu)化

在轉(zhuǎn)換桁架整體分析時(shí)，考慮轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)按順序施工對(duì)關(guān)鍵構(gòu)件進(jìn)行承載能力分析，主要施工步序如下：①施工首層轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)及序廳結(jié)構(gòu)→②轉(zhuǎn)換桁架卸載→③轉(zhuǎn)換層樓板澆筑→④二、三層施工→⑤屋面施工，結(jié)構(gòu)封頂，以施工步序⑤作為結(jié)構(gòu)初始狀態(tài)進(jìn)行后續(xù)正常使用及地震作用分析。

計(jì)算結(jié)果表明，轉(zhuǎn)換桁架桿件主要控制組合為重力荷載作用組合，桁架端部受壓弦桿最大軸壓力標(biāo)準(zhǔn)值約22 000kN，跨中下弦桿最大軸拉力標(biāo)準(zhǔn)值約為40 000kN；結(jié)構(gòu)自重效應(yīng)約占總荷載效應(yīng)的40%，附加恒荷載占比約30%，活荷載占比約30%。在恒荷載+活荷載標(biāo)準(zhǔn)組合下，轉(zhuǎn)換桁架跨中最大撓度為141mm，撓跨比為1/574，承載力及剛度滿足《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50017—2017)[9]及《空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ 7—2010)[10]要求。

對(duì)于與轉(zhuǎn)換桁架面內(nèi)直接相連的墻體，考慮到在施工過程中平衡轉(zhuǎn)換桁架端彎矩的雙柱體系外側(cè)邊緣受拉，最大軸拉力約為2 500kN，為避免混凝土墻產(chǎn)生受拉裂縫，采用帶鋼斜撐混凝土剪力墻。其中鋼斜撐與鋼管混凝土端柱形成拉壓桿，共同承擔(dān)轉(zhuǎn)換桁架端彎矩，隨主體鋼結(jié)構(gòu)同步安裝并參與受力，在結(jié)構(gòu)封頂之后再澆筑剪力墻混凝土，從而大大減小了剪力墻在重力荷載作用下可能出現(xiàn)的拉力[1]。轉(zhuǎn)換桁架與帶鋼斜撐混凝土剪力墻各階段連接關(guān)系如圖5所示。

圖5 轉(zhuǎn)換桁架與帶鋼斜撐混凝土剪力墻連接關(guān)系圖

在設(shè)計(jì)深化過程中，通過抽空部分次桁架、細(xì)化溫度效應(yīng)分析、采用高強(qiáng)鋼材(Q390GJ)等方法對(duì)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，控制構(gòu)件截面尺寸及壁厚，最終轉(zhuǎn)換桁架總用鋼量?jī)?yōu)化15%。

3.2 復(fù)雜節(jié)點(diǎn)分析

本工程轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺度大、板件較厚，連接關(guān)系復(fù)雜，節(jié)點(diǎn)受力大。對(duì)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)采用ANSYS軟件進(jìn)行有限元分析，建立復(fù)雜節(jié)點(diǎn)仿真模型，分析構(gòu)件及節(jié)點(diǎn)板件在復(fù)雜節(jié)點(diǎn)區(qū)的應(yīng)力狀態(tài)，驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)傳力的可靠性。

圖6為轉(zhuǎn)換桁架與鋼管混凝土端柱節(jié)點(diǎn)形式示意圖，鋼管混凝土端柱一側(cè)與桁架弦桿及腹桿相連，另一側(cè)與混凝土剪力墻內(nèi)鋼斜撐及鋼暗梁相連。圖7為典型桁架桿件與上部鋼柱連接節(jié)點(diǎn)，為簡(jiǎn)化節(jié)點(diǎn)構(gòu)造，桁架弦桿部分采用了腹板與上部鋼柱及桁架腹桿板件對(duì)齊，翼緣向兩側(cè)外伸的亞字形截面形式。圖8為節(jié)點(diǎn)有限元分析結(jié)果，除局部區(qū)域進(jìn)入屈服狀態(tài)，節(jié)點(diǎn)區(qū)域總體處于彈性范圍內(nèi)。圖9為典型節(jié)點(diǎn)有限元分析結(jié)果，除局部區(qū)域進(jìn)入屈服狀態(tài)，節(jié)點(diǎn)區(qū)域總體處于彈性范圍內(nèi)。

圖6 轉(zhuǎn)換桁架與鋼管混凝土端柱節(jié)點(diǎn)圖示

圖7 典型桁架桿件與上部鋼柱連接節(jié)點(diǎn)

圖8 轉(zhuǎn)換桁架與鋼管混凝土端柱連接節(jié)點(diǎn)分析結(jié)果/(N/mm2)

圖9 轉(zhuǎn)換桁架與上部鋼柱連接節(jié)點(diǎn)分析/(N/mm2)

4 結(jié)構(gòu)施工模擬分析

4.1 現(xiàn)場(chǎng)施工步序調(diào)整

本工程施工周期短，場(chǎng)地周邊施工作業(yè)面受限，東側(cè)序廳區(qū)域?yàn)橹饕┕ざ蚜霞皹?gòu)件拼裝場(chǎng)地，導(dǎo)致序廳鋼結(jié)構(gòu)無法與會(huì)議區(qū)及展覽區(qū)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)同步施工。根據(jù)實(shí)際施工進(jìn)度計(jì)劃，將地上主體鋼結(jié)構(gòu)工程分為會(huì)議區(qū)、展覽區(qū)、序廳、握手廳、軸西側(cè)屋面、軸東側(cè)屋面等不同分區(qū)(圖10，11)，采用分區(qū)安裝、分區(qū)分階段合攏的施工方案。

圖10 一至三層結(jié)構(gòu)施工安裝分區(qū)示意

具體施工方案為：①分區(qū)同步安裝會(huì)議及展覽區(qū)轉(zhuǎn)換桁架→②會(huì)議及展覽區(qū)各自區(qū)段內(nèi)合攏、卸載→③分區(qū)同步安裝會(huì)議及展覽區(qū)二層及三層區(qū)域→④三層握手廳鋼結(jié)構(gòu)施工，會(huì)議及展覽區(qū)區(qū)段間合攏→⑤同步施工軸西側(cè)屋面、序廳以及軸東側(cè)屋面結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)整體合攏。

圖11 屋面結(jié)構(gòu)施工安裝分區(qū)示意

圖12為①，②施工步完成后，會(huì)議及展覽區(qū)各自區(qū)段內(nèi)合攏，桁架帶樓板及上部結(jié)構(gòu)整體卸載工況示意；圖13為③，④施工步完成后，0～30m會(huì)議及展覽兩區(qū)段整體合攏工況示意；圖14為序廳及屋面施工完成，主體結(jié)構(gòu)整體合攏工況示意。

圖12 會(huì)議及展覽區(qū)各自區(qū)段內(nèi)合攏，桁架整體卸載工況示意

圖13 0～30m會(huì)議及展覽兩區(qū)段整體合攏工況示意

圖14 主體結(jié)構(gòu)整體合攏工況示意

會(huì)議及展覽區(qū)轉(zhuǎn)換桁架于2019年12月開始安裝，2020年2月除預(yù)留合攏點(diǎn)外，轉(zhuǎn)換桁架已基本安裝完畢。根據(jù)施工時(shí)氣象條件，4月才具備桁架合攏、整體卸載條件。為保證8月份封頂?shù)氖┕みM(jìn)度要求，經(jīng)多輪論證及分析，決定調(diào)整施工步序，先進(jìn)行轉(zhuǎn)換層樓板澆筑以及展覽區(qū)部分二層鋼構(gòu)件安裝工作，待轉(zhuǎn)換層樓板達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，滿足合攏溫度條件后再進(jìn)行整體卸載。

調(diào)整后會(huì)議區(qū)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)具體施工步序如下：①轉(zhuǎn)換桁架安裝→②1轉(zhuǎn)換層樓板澆筑→②2整體卸載→③二至三層鋼結(jié)構(gòu)安裝、樓板澆筑→④握手廳鋼結(jié)構(gòu)安裝、樓板澆筑，會(huì)議及展覽區(qū)區(qū)段間合攏→⑤同步施工軸西側(cè)屋面、序廳以及軸東側(cè)屋面結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)整體合攏；調(diào)整后展覽區(qū)轉(zhuǎn)換桁架具體施工步序如下：①轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)安裝→②1轉(zhuǎn)換層樓板澆筑→②2二層局部鋼構(gòu)件安裝→②3整體卸載→③1二層剩余鋼結(jié)構(gòu)安裝，樓板澆筑→③2二至三層鋼結(jié)構(gòu)安裝、樓板澆筑→④，⑤同調(diào)整后會(huì)議區(qū)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的施工步序。

調(diào)整后施工步序與設(shè)計(jì)前期考慮的順序施工方案差異較大，主要表現(xiàn)在：1)分塊施工、分區(qū)合攏，即在整體封閉前，會(huì)議及展覽區(qū)為獨(dú)立的結(jié)構(gòu)單元。經(jīng)對(duì)比分析，分塊施工方案對(duì)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)承載力及剛度影響不大；2)轉(zhuǎn)換層樓板作為轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的一部分，參與卸載工況的整體受力與變形，這對(duì)轉(zhuǎn)換層樓板承載力提出了更高的要求，需采取加強(qiáng)措施；3)展覽區(qū)轉(zhuǎn)換桁架上部先裝的鋼構(gòu)件，在卸載工況下作為空腹桁架的一部分參與整體受力與變形，這些構(gòu)件在卸載工況的次內(nèi)力水平應(yīng)進(jìn)行分析與評(píng)估并采取有效措施進(jìn)行次內(nèi)力控制，以保證結(jié)構(gòu)安全。

4.2 施工模擬與施工監(jiān)測(cè)

4.2.1 轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)影響分析

展覽廳典型轉(zhuǎn)換桁架卸載工況如圖15所示。分別按原設(shè)計(jì)及調(diào)整后施工步序進(jìn)行了結(jié)構(gòu)施工模擬分析，由于調(diào)整后施工方案卸載工況包含轉(zhuǎn)換層樓板及部分上部先施工鋼構(gòu)件自重，卸載工況結(jié)構(gòu)總重約28 000t，是原順序施工方案卸載工況總重的1.75倍，但桁架桿件內(nèi)力及整體變形(圖16，17)僅增大約20%～50%，說明轉(zhuǎn)換層樓板及上部先施工鋼構(gòu)件作為轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的一部分，參與了卸載工況的整體受力與變形。隨著施工步序推進(jìn)，帶樓板整體卸載對(duì)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)承載力及剛度的提高作用開始顯現(xiàn)，結(jié)構(gòu)封頂時(shí)桁架桿件內(nèi)力及整體變形較原順序施工方案顯著減小，正常使用階段(1.0恒荷載+1.0活荷載)重力荷載作用下，桁架桿件內(nèi)力及整體變形約為原順序施工方案的90%。

圖15 展覽廳典型轉(zhuǎn)換桁架卸載工況及關(guān)鍵桿件編號(hào)示意

圖16 展覽廳典型轉(zhuǎn)換桁架關(guān)鍵桿件各施工階段軸力圖

圖17 展覽廳典型轉(zhuǎn)換桁架關(guān)鍵桿件各施工階段變形圖

由上述分析可見，調(diào)整后的施工方案對(duì)轉(zhuǎn)換桁架桿件承載力及剛度無不利影響，施工方案可行?；谑┕つM分析結(jié)果，最終確定了本工程轉(zhuǎn)換桁架的施工預(yù)起拱值，并與桁架整體卸載施工監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比分析(表2)。桁架卸載后直至二層施工完畢，穩(wěn)定變形量實(shí)測(cè)值與施工模擬計(jì)算值符合程度較好。

施工模擬與施工監(jiān)測(cè)穩(wěn)定變形量對(duì)比 表2

4.2.2 轉(zhuǎn)換層樓板應(yīng)力分析

由4.2.1節(jié)分析可見，轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)承載力及剛度的提高得益于轉(zhuǎn)換層樓板在卸載過程中參與了整體受力作用。樓板作為轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的一部分，在卸載工況即參與整體受力與變形，這對(duì)轉(zhuǎn)換層樓板承載力提出了更高的要求。

轉(zhuǎn)換層樓板整體受力狀態(tài)與雙向桁架整體豎向變形趨勢(shì)一致，沿主次桁架方向均呈端部受拉中部受壓狀態(tài)。在主次桁架相交位置，受次桁架豎向剛度影響，樓板局部受彎效應(yīng)顯著，沿桁架主受力方向典型單元樓板內(nèi)力分布如圖18～20所示。

圖18 轉(zhuǎn)換層樓板整體變形示意圖

圖19 轉(zhuǎn)換層樓板軸力分布圖示/kN

圖20 轉(zhuǎn)換層樓板彎矩分布圖示/(kN·m)

設(shè)計(jì)中主要采取了如下措施改善轉(zhuǎn)換層樓板應(yīng)力狀態(tài)：1)根據(jù)整體受彎狀態(tài)樓板壓應(yīng)力分布情況調(diào)整次梁布置方向，避免局部受彎與整體受彎內(nèi)力疊加后樓板應(yīng)力過大；2)在拉應(yīng)力區(qū)設(shè)置樓板施工后澆帶，并根據(jù)施工模擬的樓板應(yīng)力分析結(jié)果，控制轉(zhuǎn)換層后澆帶在三層握手廳整體合攏后再封閉，避免轉(zhuǎn)換層樓板過早受拉；3)根據(jù)整體受彎作用下樓板應(yīng)力分布情況，復(fù)核轉(zhuǎn)換區(qū)桁架及鋼梁等栓釘設(shè)置，保證樓板應(yīng)力可靠傳遞。

4.2.3 上部結(jié)構(gòu)次內(nèi)力影響分析

展覽區(qū)轉(zhuǎn)換桁架上部先裝的鋼構(gòu)件，在卸載工況作為空腹桁架的一部分參與整體受力與變形。施工模擬分析中，重點(diǎn)關(guān)注了上部構(gòu)件的次內(nèi)力水平，上部先裝鋼柱在主要施工階段的柱底彎矩變化如圖21所示。

圖21 各施工階段展覽廳轉(zhuǎn)換桁架上部鋼柱柱底彎矩圖

柱底彎矩分布趨勢(shì)與桁架整體變形趨勢(shì)一致，調(diào)整后施工方案由于中部鋼柱隨桁架整體卸載，參與整體變形，在卸載完成時(shí)，初始內(nèi)力較大，最終受力狀態(tài)柱底彎矩較原順序施工方案增大約20%～30%，整體卸載產(chǎn)生的初始彎矩占正常使用階段總荷載效應(yīng)的30%左右。由上述分析可見，施工方案調(diào)整后，轉(zhuǎn)換層上部構(gòu)件內(nèi)的次內(nèi)力效應(yīng)不容忽視。

對(duì)于桁架根部對(duì)應(yīng)構(gòu)件次內(nèi)力效應(yīng)顯著的位置，采用局部桿件后裝、不參與整體卸載的方式，最大限度地消除桁架整體卸載過程中產(chǎn)生的次內(nèi)力。由圖21可見，桁架根部③軸及⑩軸對(duì)應(yīng)上部結(jié)構(gòu)鋼柱柱底彎矩在卸載工況不參與受力，在后續(xù)施工階段及最終受力狀態(tài)下彎矩效應(yīng)與原非整體卸載方案相比，③軸柱底彎矩由9 540 kN·m增至9 961 kN·m,⑩軸柱底彎矩略有降低，總體變化量均不超過5%，有效地控制了構(gòu)件次內(nèi)力效應(yīng)。

對(duì)于空腹桁架中部結(jié)構(gòu)構(gòu)件，根據(jù)施工模擬分析結(jié)果，在不影響建筑功能及凈高要求、不顯著增加工程量的前提下，通過調(diào)整上部結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面及規(guī)格等方式，在保證施工方案可行的同時(shí)，控制構(gòu)件次內(nèi)力水平，確保正常使用階段結(jié)構(gòu)的整體安全。

5 超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)分區(qū)段合攏溫度作用評(píng)估

本工程地上平面尺寸約為456m×144m，地上鋼結(jié)構(gòu)工程、外幕墻及屋面系統(tǒng)總施工周期接近2年。施工期間季節(jié)溫度變化對(duì)鋼構(gòu)件，尤其是轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)力影響很大。為合理控制施工及正常使用的溫度作用，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)合攏溫度提出了明確要求，即10～20℃。但考慮到現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際安裝情況，桁架需在2020年3月底、4月初進(jìn)行整體卸載，轉(zhuǎn)換桁架合攏溫度很難滿足原設(shè)計(jì)要求。

為保證工程進(jìn)度，基于分區(qū)安裝、分區(qū)分階段合攏的施工方案及實(shí)際的構(gòu)件安裝進(jìn)度，對(duì)轉(zhuǎn)換桁架提前合攏方案進(jìn)行了對(duì)比分析，主體結(jié)構(gòu)分區(qū)示意如圖10，11所示。主要溫度荷載取值如下：由于轉(zhuǎn)換桁架合攏(2020年3月中下旬)期間遭遇了寒潮天氣，會(huì)議區(qū)及展覽區(qū)各自區(qū)段內(nèi)合攏溫度取為5℃(圖12)；握手廳施工完畢(2020年5月)，兩區(qū)段間合攏溫度為20℃(圖13)；屋面施工完畢(2020年8月)，主體結(jié)構(gòu)合攏溫度為20℃(圖14)。整體合攏后最高季節(jié)溫度為36℃，施工階段轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)累積升溫為31℃。

考慮分區(qū)施工、累積升溫的施工模擬計(jì)算結(jié)果顯示：分區(qū)安裝、分區(qū)分階段合攏方案各施工階段結(jié)構(gòu)剛度、累積升溫等均與原設(shè)計(jì)整體合攏方案有差異，因此兩種施工模擬計(jì)算所得的整體變形及構(gòu)件內(nèi)力趨勢(shì)不明顯；但在結(jié)構(gòu)整體合攏后的最終受力階段，在重力荷載及累積升溫作用下，轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)整體變形與原設(shè)計(jì)整體合攏后一次性施加升溫荷載(26℃)差異在5%以內(nèi)；結(jié)構(gòu)邊柱、轉(zhuǎn)換桁架關(guān)鍵構(gòu)件部分內(nèi)力變幅達(dá)到10%左右，對(duì)這些內(nèi)力增幅較大的構(gòu)件進(jìn)行了重新校核，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果采取了加強(qiáng)措施。經(jīng)論證分析，采用分區(qū)施工、分區(qū)段合攏方案，會(huì)議區(qū)及展覽區(qū)桁架合攏溫度可以比原設(shè)計(jì)合攏溫度適當(dāng)放松，轉(zhuǎn)換桁架各自區(qū)段內(nèi)提前合攏方案成立，不會(huì)對(duì)施工及結(jié)構(gòu)正常使用階段的安全性產(chǎn)生影響。

6 結(jié)語(yǔ)

國(guó)家會(huì)議中心二期項(xiàng)目結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)在于解決多層重載作用下的大跨轉(zhuǎn)換問題，本文重點(diǎn)介紹了轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)選型、關(guān)鍵構(gòu)件及復(fù)雜節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)換層樓板提前參與整體受力及上部構(gòu)件次內(nèi)力水平的分析，以及考慮了真實(shí)溫度變化的設(shè)計(jì)和施工過程中的施工模擬分析。以上模擬計(jì)算結(jié)果與施工監(jiān)測(cè)數(shù)值符合程度較好。

大量的分析工作不僅為此高難度轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供支持，同時(shí)很好地配合和指導(dǎo)了現(xiàn)場(chǎng)施工，保證了施工的可行性和安全性，為主體結(jié)構(gòu)如期竣工奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。