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【摘要】中國(guó)黃海濕地博物館是在原無錫高鐵站的基礎(chǔ)上改建而成。 上部結(jié)構(gòu)采用框架+BRB結(jié)構(gòu)，下部屋架采用大跨桁架鋼筋網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)。
對(duì)大跨鋼箱梁選型優(yōu)化的簡(jiǎn)化模型進(jìn)行了比較分析。 介紹了主體結(jié)構(gòu)的加固方案。
結(jié)果表明：桁架鋼筋網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)綜合了桁架和網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，鋼屋架的整體穩(wěn)定性和抗連續(xù)倒塌性能較好。
與平面外墻相比，馬鞍形外墻的垂直和水平撓度要大得多。 在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，充分利用桁架鋼筋網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)和馬鞍形造型的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)高度較小的大跨度空間。
1 項(xiàng)目概況
中國(guó)黃海濕地博物館位于廣東省鹽城市。 該項(xiàng)目是鹽城市原火車站改造項(xiàng)目，包括博物館（約1.9萬平方米）和酒店會(huì)議中心（約10.5萬平方米）兩個(gè)子項(xiàng)目。 博物館是在原火車站的基礎(chǔ)上重建的。 改造前的照片如圖1所示，改造后的效果及完成圖如圖2、圖3所示。本文主要討論博物館的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
圖1 原火車站照片
圖2 博物館效果圖
圖3 博物館建設(shè)規(guī)劃
原火車站建于2007年，采用混凝土框架（部分鐵管混凝土梁、柱）+屋頂大跨度網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。 原始框架模型如圖4所示。
圖4 原火車站混凝土框架模型
改造過程中，拆除了屋頂網(wǎng)架和部分混凝土框架，在原火車站結(jié)構(gòu)上增加了部分鋼結(jié)構(gòu)，并新建了大跨度鋼結(jié)構(gòu)山墻。
原火車站結(jié)構(gòu)按C類建筑及后續(xù)使用年限50年進(jìn)行鑒定和加固。 博物館沒有地下室。 改造后地上4層，大跨鋼屋架標(biāo)高37.5m。 結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本洪水加速度為0.10g，場(chǎng)地類別為IV類，設(shè)計(jì)洪水組為第三組，場(chǎng)地特征周期Tg=0.90s。 基本風(fēng)壓為0.45kN/m2，100年一遇的風(fēng)壓為0.55kN/m2。
2 負(fù)載選擇
程序手動(dòng)考慮山墻鋼構(gòu)件的自重，將密度放大1.1倍考慮節(jié)點(diǎn)重量。 其他荷載還包括：外墻靜荷載（包括外墻法、吊頂?shù)?，室外區(qū)域0.75kN/m2，室內(nèi)區(qū)域1.3kN/m2）、無人外墻活荷載（0.5kN/ m2）、局部幕墻荷載、風(fēng)荷載、雪荷載（大于外墻活荷載）、溫度效應(yīng)（±30℃）、地震效應(yīng)等。
大跨度結(jié)構(gòu)是一種對(duì)風(fēng)荷載敏感的結(jié)構(gòu)。 硬度校核計(jì)算考慮100年重現(xiàn)期的風(fēng)壓，變形校核計(jì)算考慮50年重現(xiàn)期的基本風(fēng)壓。 通過物理風(fēng)洞試驗(yàn)確定了風(fēng)荷載體系數(shù)、風(fēng)振系數(shù)等估算參數(shù)。 風(fēng)洞試驗(yàn)?zāi)Ｐ腿鐖D5所示，根據(jù)試驗(yàn)報(bào)告，取整個(gè)山墻的風(fēng)振系數(shù)為1.55。
圖5 實(shí)體風(fēng)洞試驗(yàn)?zāi)Ｐ?/p>
3 結(jié)構(gòu)系統(tǒng) 3.1 主要結(jié)構(gòu)
原火車站結(jié)構(gòu)通過抗震縫分為A、B、C區(qū)三個(gè)結(jié)構(gòu)單元，如圖6所示。
圖6 原火車站結(jié)構(gòu)劃分
改造后，需要對(duì)外幕墻進(jìn)行整體整形。 如果主體結(jié)構(gòu)仍有抗震縫，玻璃幕墻也需要被截?cái)?，這將對(duì)建筑的療效產(chǎn)生很大影響。 因此，本次改造將三個(gè)結(jié)構(gòu)單元合二為一，進(jìn)行整體估算和分析。
將原火車站結(jié)構(gòu)斷縫處的雙柱采用加強(qiáng)截面法連接成木柱，如圖7所示。
圖7 地震縫位置雙柱連接
抗震縫外的墻體以導(dǎo)墻的形式連接在一起，并局部加厚以加強(qiáng)連接。
三個(gè)結(jié)構(gòu)單元連成一體后，該工程寬度達(dá)到190m，高寬比為5.4，扭轉(zhuǎn)位移比難以控制。 因此，在博物館兩端設(shè)置屈曲約束支撐（BRB），以減少結(jié)構(gòu)的整體扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。
原火車站框架上方的附加結(jié)構(gòu)采用鋼框架+BRB支撐結(jié)構(gòu)，減輕結(jié)構(gòu)重量，減少對(duì)原基礎(chǔ)的荷載減量。
3.2 山墻結(jié)構(gòu)的選擇
桁架鋼筋網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在國(guó)外已有一定的應(yīng)用和研究基礎(chǔ)。 博物館屋頂桁架的形狀類似于馬鞍形，有7個(gè)拱門從曲面上突出。 山墻拱帶最大厚度220m，最小寬度203m，塑造出極具視覺沖擊力的建筑輪廓。
山墻軸測(cè)圖如圖8所示，鳥瞰圖如圖9所示。
圖8 山墻軸測(cè)圖
圖9 山墻俯視圖
根據(jù)山墻的形狀，合適的結(jié)構(gòu)方案是采用格子柱來加強(qiáng)跨度外墻桁架，并且建筑形狀嚴(yán)格限制了結(jié)構(gòu)的高度。 拱圈截面如圖10所示，根據(jù)外墻板的建造方法，拱帶結(jié)構(gòu)高度僅為3.3m，拱帶之間的連接結(jié)構(gòu)高度僅為1.4 m，如圖11所示。
圖10 拱環(huán)截面
圖11 拱形帶剖面
常規(guī)桁架結(jié)構(gòu)的高度通常為跨度的1/16至1/12，而3.3m的桁架高度似乎難以滿足結(jié)構(gòu)受力要求，必須尋求新的解決方案。
根據(jù)建筑造型和布局，山墻有以下特點(diǎn)：
1）山墻呈馬鞍形，可考慮山墻的拱形效應(yīng)；
2）拱帶較密，中心寬度9m，拱帶采用板連接；
3）四側(cè)幕墻的風(fēng)荷載主要作用在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上，山墻僅部分承受幕墻的風(fēng)荷載；
4）拱帶桁架HJ1、HJ3、HJ4（如圖9所示，HJ1跨度為203m，自東向北跨度遞減，HJ7跨度為220m）。 支點(diǎn)。
根據(jù)上述特點(diǎn)，考慮采用桁架鋼筋網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)。 山墻墻三維模型如圖12所示，垂直支點(diǎn)處剖面如圖13所示。7個(gè)拱帶設(shè)置7個(gè)主桁架，桁架截面為五邊形，桁架高度為3.3m 。 桁架通過連接桁架和斜桿連接，形成桁架加固的單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)。
圖12 山墻3D模型
圖13 垂直支點(diǎn)處剖面
立柱設(shè)置在 HJ1、HJ3 和 HJ4 下面跨度的 1/3 處。 立柱底部和頂部鉸接，立柱為擺動(dòng)立柱，僅承受豎向荷載。 如圖13所示，從右側(cè)立柱算起，向左挑檐22.5m，邊跨主桁HJ5、HJ6、HJ7最大跨度為220m。
大跨桁架兩端為四邊形格構(gòu)鋼柱，格構(gòu)鋼柱受建筑效果要求限制，不能直接采用單層網(wǎng)殼連接。 它們通過約6m遠(yuǎn)的單層網(wǎng)殼連接，如圖14所示。
圖14 格構(gòu)鋼柱連接局部模型
3.3 山墻墻結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化模型對(duì)比分析
博物館屋架的馬鞍形造型使其在受力特性上與平面山墻有很大不同。 為了便于理解，搭建了山墻的簡(jiǎn)化模型進(jìn)行試算，如圖15所示。
圖15 山墻簡(jiǎn)化模型
簡(jiǎn)化模型平面尺寸7.5m×15m，高5m，4個(gè)框架，框架之間設(shè)置連接梁。 梁、柱均采用截面為φ450×10的工字鋼管。 外墻20個(gè)節(jié)點(diǎn)的豎向荷載為5kN。 4個(gè)節(jié)點(diǎn)的X向水平荷載分別為100kN，5個(gè)屋頂節(jié)點(diǎn)的Y向水平荷載分別為100kN。
M11、M12、M21、M22車型的車頂為平頂，其余四款車型的車頂為馬鞍面； M11、M12、M31、M32型號(hào)柱頂采用梁直接連接，其余四種型號(hào)柱頂采用無梁直接連接； M11、M21、M31、M41的柱底為剛性連接，其他4種型號(hào)的柱底為鉸接。
8個(gè)模型的變異結(jié)果如表1所示。
從表1可以看出，M31型號(hào)的三個(gè)方向的撓度最好。 與平面外墻模??型M11相比，豎向撓度增加85.5%，Y向撓度增加644.0%，X向撓度增加10%。 76.3%，主要是因?yàn)橥鈮π螤钕耨R鞍，山墻整體呈現(xiàn)拱形效果。
與M31型相比，柱頂無梁連接的M41型撓度增加有限。 博物館初步設(shè)計(jì)采用M41模型，柱底采用剛性連接。
3.4 山墻結(jié)構(gòu)柱腳優(yōu)化分析
在施工圖設(shè)計(jì)過程中，發(fā)現(xiàn)格構(gòu)柱4個(gè)柱腳全部剛性連接時(shí)，部分柱底部豎向拉力很大。 在1.3靜載+1.5溫升+1.05活載工況下，格子室內(nèi)側(cè)柱壓力為單點(diǎn)最大壓力； 室外側(cè)柱上的拉力為單點(diǎn)最大拉力。 由于本工程為改造工程，新建基礎(chǔ)面積有限，較大的拉力給基礎(chǔ)設(shè)計(jì)帶來很大的張力。 這是非常困難的。
同時(shí)，柱底只是連接，所以所有的鋼柱都需要埋入基礎(chǔ)中，基礎(chǔ)長(zhǎng)度加強(qiáng)，施工也很復(fù)雜。 因此，除東北角最低點(diǎn)桁架直接插入基礎(chǔ)墩外，其余格構(gòu)柱均考慮在兩側(cè)柱肢底部鉸接。 拉壓力集中到兩側(cè)柱腿上，如圖16所示，與M42型號(hào)類似。
圖 16 柱腳約束
與常規(guī)型號(hào)M11相比，型號(hào)M42的垂直和Y方向撓度仍然具有優(yōu)勢(shì)，但X方向撓度增加很多。 較大，且X向幕墻風(fēng)荷載主要由上部主體結(jié)構(gòu)承受，傳遞到山墻結(jié)構(gòu)的X向幕墻風(fēng)荷載相對(duì)較小。
將山墻模型（模型1）與剛性連接的格子柱的四個(gè)底座與兩個(gè)鉸鏈和兩個(gè)空山墻的山墻模型（模型2）進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)最大壓力在第二柱底部模型減小為 ，最大拉力減小為 ，與模型一相比急劇減小。
改變柱腳約束方式后，與模型1相比，模型2的豎向撓度和水平撓度必然增大。 估算模型2在1.0恒載+1.0活載條件下較模型1有豎向變形。 由269mm減少到277mm（桁架HJ7跨中位置），豎向撓度增加有限，豎向變形為277mm。 按220m跨度估算，應(yīng)力為1/797。
考慮挑檐寬度為22.5m，山墻端部豎向變形為261mm。 若考慮跨度為挑檐寬度的2倍，則山墻應(yīng)力許用值為1/172，不符合《空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ7—2010）1/的要求。 3.5.1條規(guī)定的250，但考慮到活載作用下山墻端部豎向變形為39.7mm，應(yīng)力為1/1133，遠(yuǎn)大于《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（—2017）的要求 B 限制的 1/500。
外墻采用防水卷材和鋁塑復(fù)合板，具有較強(qiáng)的適應(yīng)變形能力，結(jié)構(gòu)荷載主要由恒載形成。 恒荷載下應(yīng)力過大的問題可以通過起拱來解決。 在吸風(fēng)條件下，僅考慮結(jié)構(gòu)自重，不考慮外墻恒載。 山墻垂直向下變形僅為110mm，因此吸風(fēng)情況下的垂直變形沒有控制作用。
在模型2的X向洪水作用下，X向變型較模型1從15.1mm減小到18.6mm，減小比例為18.8%，絕對(duì)值仍然較小。
模型2在X向風(fēng)荷載作用下，與模型1相比，X向變形由49.9mm減小到52.7mm，減小比例為5.6%，水平變形與結(jié)構(gòu)高度之比為1/711 。
在模型2的Y向洪水作用下，Y向變體較模型1從5.8mm減小到9.6mm，減小比例達(dá)到65.5%，但絕對(duì)值仍然很小。
模型2在Y方向風(fēng)荷載作用下，與模型1相比，Y方向變形從3.8mm減小到4.2mm，減小比例達(dá)到9.5%，絕對(duì)值仍然很小。
取消HJ1、HJ13、HJ14桁架下的立柱或斜柱，發(fā)現(xiàn)山墻應(yīng)力由277mm減小到（桁架HJ7跨中位置）。 傳遞到桁架中間柱或斜柱。 立柱或斜柱上端采用成品鉸接鋼支撐，下端采用徑向關(guān)節(jié)軸承與桁架連接，以滿足擺柱的設(shè)計(jì)假設(shè)。
綜上所述，模型2避免了格構(gòu)柱一側(cè)受拉另一側(cè)受壓的不利情況，柱腳拉力急劇減小，撓度增大但在可接受的范圍內(nèi)。 因此，施工圖設(shè)計(jì)采用模型2，柱底設(shè)置為能承受拉、壓、剪力的成品鉸接鋼支撐，如圖17所示。
圖 17 柱腳細(xì)節(jié)
4 超限判斷及對(duì)策 4.1 超限判斷
博物館無地下室，下部結(jié)構(gòu)翼緣位于基礎(chǔ)頂部（標(biāo)高-1.000m左右），鋼屋架山墻高度37.5m，屬于高層結(jié)構(gòu)。
博物館建筑面積不足2，根據(jù)《建筑工程抗震設(shè)防等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》（-2008）屬于小型博物館。 地震措施。
本工程結(jié)構(gòu)超標(biāo)情況見表2，超標(biāo)量超過3處時(shí)，需進(jìn)行高層結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防專項(xiàng)論證。
4.2 采取的舉措
針對(duì)扭轉(zhuǎn)不規(guī)則性，結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計(jì)按照性能目標(biāo)D級(jí)進(jìn)行，關(guān)鍵預(yù)制構(gòu)件在D級(jí)基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，滿足中震彈性要求。 單向洪水不包括在意外偏心率中，雙向洪水包括在意外偏心率中進(jìn)行估計(jì)。
鑒于墻體的不連續(xù)性，采用考慮墻體彈性變形的估計(jì)模型來估計(jì)中小地震時(shí)的墻體撓度。 采用加厚墻體、增設(shè)鋼筋等措施，滿足洪水作用下墻體的受力要求，并加強(qiáng)大洞口周圍梁、柱的彎矩。
針對(duì)局部不平整情況，關(guān)鍵預(yù)制構(gòu)件按照中震彈性設(shè)計(jì)，保證結(jié)構(gòu)抗震性能。 對(duì)關(guān)鍵預(yù)制構(gòu)件截面進(jìn)行加強(qiáng)、彎矩強(qiáng)化，并進(jìn)行抗震性能設(shè)計(jì)。
結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵預(yù)制構(gòu)件有：桁架HJ1、HJ3、HJ4下方的立柱或斜柱，桁架兩端的格構(gòu)柱，立柱或斜柱周圍的桁架弦桿和角柱門樓牌坊，上部結(jié)構(gòu)BRB及周邊預(yù)制構(gòu)件，和轉(zhuǎn)移光束。
采用YJK和MIDAS兩個(gè)程序?qū)Y(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載和余震效應(yīng)進(jìn)行分析。 兩個(gè)程序的模態(tài)分解反應(yīng)譜法的估計(jì)結(jié)果基本一致，滿足規(guī)范的要求。 采用時(shí)程分析方法對(duì)頻繁發(fā)生的洪水進(jìn)行分析。 結(jié)果表明，各時(shí)程曲線估算的結(jié)構(gòu)頂部彎矩不大于振型分解反應(yīng)譜法估算結(jié)果的65%。 頂彎矩平均值在振型分解反應(yīng)譜法估計(jì)結(jié)果的89%~122%之間，估計(jì)結(jié)果為時(shí)程法平均值與振型分解法的較大值響應(yīng)譜法。
在罕見洪水條件下，利用該軟件對(duì)整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)態(tài)彈塑性時(shí)程分析。 結(jié)果表明，結(jié)構(gòu)X、Y方向平均基礎(chǔ)彎矩分別為49044.4kN和52570.3kN，對(duì)應(yīng)的剪重比分別為21.88%和23.46%，分別為80.26%和78.50%罕見洪水彈性時(shí)程分析結(jié)果的平均值。
結(jié)構(gòu)彈塑性層間位移角符合規(guī)范要求，預(yù)制構(gòu)件以輕微損壞、輕微損壞、無嚴(yán)重或輕微損壞為主。
5 鋼屋架分析 5.1 鋼屋架彈性分析
鋼屋架預(yù)制構(gòu)件均采用Q355B工字鋼管，主桁弦截面為φ328×8～φ450×10，單層網(wǎng)殼弦截面為φ273×6.5～ Φ450×30，格構(gòu)柱弦截面為Φ450×12～Φ450×30，中跨柱或斜柱截面為Φ500×20～Φ600×30。
經(jīng)估算，結(jié)構(gòu)第一振型以X方向平移為主，周期為0.90s； 第二種模式以Y方向平移為主，周期為0.78s； 第三模態(tài)以X方向振動(dòng)為主，周期為0.68s； 四振型以Z向振動(dòng)為主，周期為0.61s。
各工況下，柱、桁架弦等主要預(yù)制構(gòu)件撓度比控制在0.80以內(nèi)，桁架、雙層網(wǎng)殼等其他預(yù)制構(gòu)件撓度比控制在0.85以內(nèi)。
5.2 鋼屋架整體穩(wěn)定性分析
博物館鋼屋架為桁架筋網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，由格構(gòu)柱、中間柱或斜柱支撐。 考慮初始缺陷的屈曲分析和非線性全局穩(wěn)定性分析。
發(fā)現(xiàn)在1.0恒載+1.0活載聯(lián)合工況下，山墻墻一階屈曲荷載系數(shù)為17.1，屈曲模式為HJ7面內(nèi)失穩(wěn)； 在1.0恒載+1.0風(fēng)荷載聯(lián)合工況下，山墻墻一階屈曲荷載系數(shù)為19.7-35.4； 在1.0恒載+1.0活載+0.6風(fēng)載的組合工況下，山墻墻一階屈曲荷載系數(shù)為16.9～24.5； 1.0恒載+1.0 在活載+0.6氣溫的聯(lián)合工況下，山墻墻體在采暖工況和制冷工況下的一階屈曲載荷系數(shù)分別為15.6和16.5。
由于特征值屈曲分析只能得到理論條件下結(jié)構(gòu)的極限穩(wěn)定承載力和可能出現(xiàn)的屈曲模式，不能反映結(jié)構(gòu)撓度的退化規(guī)律和屈曲后結(jié)構(gòu)的熱性能。 因此，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效的非線性“荷載-位移”全過程跟蹤分析是非常有必要的。
該鋼材采用雙折線本構(gòu)模型，其中該段第二段的斜率為第一段的1/100。 非線性整體穩(wěn)定性分析是根據(jù)一階模態(tài)的位移施加初始缺陷，最大缺陷以結(jié)構(gòu)跨度的1/300為值。 借助弦長(zhǎng)法柱腳加固灌漿料，提取結(jié)構(gòu)中位移最大的節(jié)點(diǎn)荷載-位移過程曲線進(jìn)行跟蹤。 將荷載達(dá)到的臨界點(diǎn)作為結(jié)構(gòu)的極限荷載，得到不同荷載條件下結(jié)構(gòu)的荷載-位移曲線。
分析發(fā)現(xiàn)，在1.0靜載+1.0活載的組合工況下，非線性整體穩(wěn)定分析得到的穩(wěn)定荷載系數(shù)小于4.44； 在1.0恒載+1.0風(fēng)載的組合工況下，穩(wěn)定載荷系數(shù)小于5.41； 在1.0恒載+1.0活載+0.6風(fēng)載的組合工況下，穩(wěn)定荷載系數(shù)小于4.57； 在1.0恒載+1.0活載+0.6氣溫的組合工況下，穩(wěn)定載荷系數(shù)小于4.40，均滿足規(guī)范規(guī)定的小于2.0的要求。
5.3 鋼屋架抗連續(xù)倒塌能力分析
為了防止意外暴風(fēng)雨中關(guān)鍵構(gòu)件失效導(dǎo)致外墻結(jié)構(gòu)連續(xù)倒塌，采用瞬態(tài)動(dòng)力時(shí)程分析方法考慮關(guān)鍵構(gòu)件失效后結(jié)構(gòu)狀態(tài)變化的慣性效應(yīng)。
該程序用于估計(jì)，冪積分形式為顯式積分。
初始載荷狀態(tài)為：1.0靜載荷+1.0活載荷。
根據(jù)山墻兩側(cè)格構(gòu)柱、中跨柱或斜柱的荷載，以及破壞后倒塌的可能性，經(jīng)過初步判斷和分析，對(duì)于該建筑關(guān)鍵預(yù)制構(gòu)件的破壞情況兩個(gè)格子柱，分別進(jìn)行詳細(xì)的模擬解剖。
工況1為拆除HJ1的高點(diǎn)柱肢，工況2為拆除HJ6的低點(diǎn)柱肢，工況3至5分別為三個(gè)擺柱，見圖18。
圖18 關(guān)鍵預(yù)制構(gòu)件失效情況
通過對(duì)山墻墻在5種破壞工況下的抗連續(xù)倒塌能力進(jìn)行模擬分析，發(fā)現(xiàn)各工況下結(jié)構(gòu)均未發(fā)生明顯的發(fā)散變形； 工況1至工況4的擺柱和拱圈構(gòu)件未進(jìn)入塑??性狀態(tài)，處于彈性狀態(tài)，整體結(jié)構(gòu)基本完好。 部分預(yù)制構(gòu)件在工況5階段進(jìn)入塑性，結(jié)構(gòu)部分破壞，但應(yīng)力和塑性變形均在正常范圍內(nèi)。
說明該結(jié)構(gòu)冗余度高，在桿件意外失效的情況下仍具有較高的承載能力，不會(huì)出現(xiàn)連續(xù)倒塌的情況。
6 足弓足推力分析
博物館東北部鋼桁架拱直接插入基礎(chǔ)主梁。 在1.0恒載+1.0活載作用下，水平推力比較大，達(dá)到。
拱腳基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁，有效樁長(zhǎng)21.0m，樁徑根據(jù)理論估算和樁試驗(yàn)報(bào)告。 豎向承載力特征值取水平承載力200kN。
博物館東北角毗鄰新建會(huì)議中心的地下室。 拱架的基礎(chǔ)樁位于會(huì)議中心的地下室區(qū)域，將兩個(gè)基礎(chǔ)連接在一起柱腳加固灌漿料，抵抗水平推力，如圖19所示。
圖19 拱腳基礎(chǔ)及會(huì)議中心地下室基礎(chǔ)
考慮到橋臺(tái)在水平推力作用下會(huì)發(fā)生水平變形，從而影響山墻結(jié)構(gòu)的受力。 根據(jù)理論估算和試樁報(bào)告，確定橋墩的水平撓度，并在結(jié)構(gòu)模型中設(shè)置彈簧支撐進(jìn)行模擬。 經(jīng)測(cè)算，彈簧支撐下山墻的豎向位移僅減少了8mm，拱腳水平反力由1減少到2，表明地基水平變形對(duì)山墻影響不大結(jié)構(gòu)。
7 上部結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)
該博物館是一個(gè)改造工程，涉及到原有結(jié)構(gòu)的加固設(shè)計(jì)。 經(jīng)分析，博物館原結(jié)構(gòu)的預(yù)制構(gòu)件存在以下不足：
1）部分柱軸壓比超限，剪、彎承載力不足；
2）部分梁的剪、彎承載力不足；
3）墻體承載力不足。
針對(duì)上述預(yù)制構(gòu)件承載力不足的情況，對(duì)于軸壓比超限的柱和抗剪承載力不足的梁柱預(yù)制構(gòu)件，采用減少灌漿材料截面的加固方法； 對(duì)于抗彎承載力不足的梁，柱的預(yù)制構(gòu)件采用外包型鋼和壓花板，澆注結(jié)構(gòu)膠進(jìn)行加固； 針對(duì)墻體承載力不足的情況，墻體上部增設(shè)縱梁，減少板材跨度，墻體下部采用粘貼鋼板加固。
8 推論
(1)桁架鋼筋網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)結(jié)合了桁架和網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了以較小的結(jié)構(gòu)高度跨越大空間。
(2)馬鞍形外墻的豎向和水平撓度遠(yuǎn)大于平面外墻，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)充分利用其形狀優(yōu)勢(shì)。
(3)當(dāng)格構(gòu)柱柱腳剛性連接且柱肢拉力很大時(shí)，可采用部分柱肢鉸接、部分柱肢不倒向基礎(chǔ)的解決方案。
(4)桁架鋼筋網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性和抗連續(xù)倒塌性能良好。
(5)當(dāng)拱腳推力較大時(shí)，可與周圍結(jié)構(gòu)的橋臺(tái)結(jié)合，共同抵抗水平推力，經(jīng)濟(jì)可靠。
