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摘要(系统识别):
2016年11月上
施工技术
第45卷第21期
CONSTRUCTION TECHNOLOGY
61
D0L:10.7672/sjs2016210061
澳门美高梅路氹酒店H形截面杆件单层网壳
设计建造关健技术
谢向阳,陈果,殷磊
(中国建筑工程(澳门)有限公司,澳门999078)
摘要]澳门美高梅路氹酒店中庭采光天幕,采用三峰两谷的不对称多曲面网壳构型,以焊接H型钢作为基本杆
件。为满足天幕承载力要求及预设基座抗力条件、解决H形截面杆件的空间不规则连接形式所带来的问题,设计
阶段采用了释放双向水平约束的铰接支座、双层空心六棱柱节点等较为特殊的结构方式。为保证加工安装精度,
采用了编程建模、三维拟合预拼装等方法:施工阶段采取了轻型点式胎架等技术措施,以解决吊装场地、设备的条
件限制,在卸载阶段进行了3种方案的有限元模拟分析和比选。
关键词钢结构;网壳:屋面;滑动支座;设计;施工
[中图分类号]TU758
[文献标识码]A
[文章编号]1002-8498(2016)21006105
Key Technology in Design and Construction of Single-ayer Reticulated Shell
of H-section Units in MGM Resorts Development LCC.,Macau
Xie Xiangyang,Chen Guo,Yin Lei
(China Construction Engineering(Macau)Co.,Ld.,Macau 999078,China)
Abstract:The spectacle roof of the MGM Resorts Development LCC.,Macau is a single-ayer reticulated
shell structure which is mostly consisted of welded-H-section members,and has asymmetric special
surface with three peaks and two valleys.Some special countermeasures such as supports with both
release of the horizontal constraints and hexagonal prism joints are adopted in design phase to meet the
load bearing requirements,preset pedestal resistance conditions and the complex mode due to spatially
irregular connecting of H-section members.In fabrication and erection stages,three-dimensional
modeling technology and pre-assembly method are used for the assurance of the rigorous accuracy
requirement;in the erection stage,a new-style supporting system of point-style scaffold is created to meet
the limited both site and machinery conditions;in the off-load stage,three off-oad schemes are compared
to elect applying the nonlinear finite element method.
Key words:steel structures;shells;roofs;sliding bearing;design;construction
网壳以杆件为基础,按一定规律组成网格,按
为实现这样的设计效果,结构设计、加工建造
壳体结构布置形成空间构架,其兼具杆系和壳体的
出现了一系列挑战。最终工程的成功实施,也标志
性质,是大跨度结构较理想的结构形式之一,是一
着在设计方法、施工技术等方面实现了诸多突破和
种国内外颇受关注、有广阔发展前景的空间结构。
创新,形成了一系列的设计、建造关键技术。
澳门美高梅路氹酒店中庭采光天幕,在建筑外1工程概况
观设计时即要求其风格的独树一帜性,概念设计阶
澳门美高梅路氹项目位于澳门路氹新城区域,
段选定了“三峰两谷”的不对称双曲面网壳构型;同
总建筑面积约45万m,由2座塔楼、3层裙房、1座
时,为营造独特室内光影视觉效果,确定采用H型
别墅、1座剧院、3层地下室组成,是澳门最具特色的
钢作为网壳的基本构件。
标志性高档酒店建筑之一。约8000m的中庭顶部
的采光天幕支撑于塔楼与裙房之间,其整体效果如
[作者简介们谢向阳,高级工程师,Emi让:178564280@qg.com
图1所示。
[收稿日期20160104
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施工技术
第45卷
或条件采用;如风荷载相关参数按珠港澳三地最不
利选取,考虑10种风荷载工况组合,地面粗糙程度
按照欧洲标准的TypeI等。
2)大跨度结构跨度139m,居于非对称单层网
壳结构的前列,属于超限结构范畴。
图1项目整体模型
3)建筑造型结构为“三峰两谷”不规则空间
Fig.1 The overall model
曲面,网壳的网格为不规则的空间三角形,任意两
个相邻网格均不在同一平面内,各网格的形状、大
2
结构形式与布置
小无一相同。
采光天幕采用单层网壳结构,为“三峰两谷”不
4)杆件截面形式传统的网壳结构,杆件多使
规则空间曲面造型,其外观呈南北起伏状,由1530
用圆管截面、焊接箱形截面钢管等,本工程为了独
个节点、4360根杆件,按空间曲面形状连接而成。
特的视觉效果,采用H型钢截面,4360根杆件无一
网壳结构南北向最大跨度为139m,东西向最大跨度
相同。
为73m,矢高20.6m,为双向不对称结构,以达到整
5)节点形式6根杆件交于节点,杆件与节点
体造型效果。网壳通过80个支座,东边支撑于主体
相交的角度均不相同。
塔楼挑出的牛腿,其他3边支撑于裙房钢结构。网
6)支座约束网壳跨度较大,波峰、波谷起伏
壳杆件采用焊接H型钢截面,采用英国标准S355
较大,裙房钢结构承受水平推力能力较弱,在概念
钢材。由于结构不规则,网壳采用了双工字Ⅱ型截
设计阶段,拟采用双向滑动饺支座,以释放水平推
面和H型钢两种杆件形式,其中Ⅱ型杆件采用了
;最终采用了固定、单向滑动、双向滑动3种类型
300mm×300mm×70mm×60mm~831mm×
的铰支座。
400mm×80mm×60mm7种截面尺寸;H型钢杆件
7)施工条件网壳位于建筑的中心区域,安装
采用了300mm×150mm×10mm×10mm~925mm×
期间周边均处于结构施工高峰期,塔式起重机只能
200mm×20mm×20mm117种截面尺寸。网壳结构
在有限的时间段辅助网壳安装,因此需考虑汽车式
如图2所示。
起重机作为主要吊装设备。
裙房钢结构
4设计建造关键技术
酒店混凝土结构
西
4.1结构设计及分析
在网壳结构设计时,除恒荷载外,主要考虑了
风荷载、地震荷载、温度效应等多种可变荷载作用。
a三维
荷载选取以及组合整体遵循澳门建筑荷载规范),
139m
参考中国、英国规范。在此工程中,风荷载是起控
制作用的活荷载,地震作用影响较小。总体采用澳
73m
门规范56/96/M的设计风压模式、选取部分中国国
家标准2]风压模式和部分英国标准风荷载设计规
135m
范的风压模式进行验算。
b平面
本工程网壳结构的设计,总体遵循欧洲钢结构
7m
9.4m
7.9m
设计规范以及香港钢结构设计规范(2005)。在
20.6m
36.3m
46.6m
49.5m
结构计算和二阶分析阶段,采用了考虑几何非线
c立面
性、材料非线性的二阶分析设计法],以第一塑性
图2网壳结构
铰的出现为设计准则,保证结构承载后均处于弹性
Fig.2 The shells
阶段。分析软件采用的是香港理工大学研发的
NIDA。该软件采用直接二阶分析法,同时考虑PA
3工程特点
和P6效应,进行承载力极限状态、正常使用极限状
美高梅单层网壳结构在许多方面实现了诸多
态二阶分析。
单层网壳建造创新与突破,其工程特点如下。
根据相关香港规范,一阶自振频率<1.OHz的
1)设计标准采用欧洲标准、中国港澳标准和
钢结构可能发生严重的共振动态响应。本钢结构
中国大陆标准,标准间如有不一致,按最严格标准
屋顶的一阶自振频率>1.0Hz,无需考虑共振动态
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