留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

复杂高耸观光塔钢结构分析与设计

刘美景 曾少儒 范圣刚

刘美景, 曾少儒, 范圣刚. 复杂高耸观光塔钢结构分析与设计[J]. 钢结构(中英文), 2021, 36(2): 56-63. doi: 10.13206/j.gjgS20080502
引用本文: 刘美景, 曾少儒, 范圣刚. 复杂高耸观光塔钢结构分析与设计[J]. 钢结构(中英文), 2021, 36(2): 56-63. doi: 10.13206/j.gjgS20080502
Meijing Liu, Shaoru Zeng, Shenggang Fan. Analysis and Design of Complex Steel Structure of High-Rising Sightseeing Tower[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2021, 36(2): 56-63. doi: 10.13206/j.gjgS20080502
Citation: Meijing Liu, Shaoru Zeng, Shenggang Fan. Analysis and Design of Complex Steel Structure of High-Rising Sightseeing Tower[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2021, 36(2): 56-63. doi: 10.13206/j.gjgS20080502

复杂高耸观光塔钢结构分析与设计

doi: 10.13206/j.gjgS20080502
基金项目: 

国家自然科学基金资助项目(51878146);江苏省“青蓝工程”中青年学术带头人资助项目(2016);江苏省“六大人才高峰”高层次人才选拔培养资助项目(JZ-001)。

详细信息
    作者简介:

    刘美景,女,1976年出生,副教授。

    通讯作者:

    范圣刚,101010393@seu.edu.cn。

Analysis and Design of Complex Steel Structure of High-Rising Sightseeing Tower

  • 摘要:

    观光塔凭借其结构高度高、造型细长等特点,极大提升了游客观感体验,同时也给结构设计带来了巨大挑战。结合某复杂高耸观光塔工程,介绍了观光塔钢结构设计的特点与难点。观光塔总高度为204.4 m,主要包含裙房、主塔塔身、塔楼及塔顶游乐设备四部分,其功能涵盖商场、物业、旋转餐厅、观光平台和游乐设施等,钢塔主体结构采用钢结构筒体结构,筒身由钢管混凝土柱及钢支撑构成,其平面为八边形,共布置8个钢管混凝土柱,竖向沿八边形外围布置跨层X形支撑作为主要抗侧力体系。
    在介绍整体结构体系及功能分布的基础上,结合结构各部位特点与难点对结构设计方案展开阐述。观光塔主塔结构高宽比大,塔楼处直径较大且所处位置较高,放大了高宽比大这一不利影响。针对该特点,在塔身底部设置四个伸臂支撑桁架,并通过对比分析确定伸臂支撑桁架与钢柱连接点的标高位置,有效减轻了观光塔主塔结构高宽比大的不利影响;对于楼面大开洞导致的刚度削弱,在楼面内布置水平钢支撑,结合楼面钢梁共同形成抵抗水平侧力的一道通长桁架;将塔楼底层设置为转换桁架层,以实现塔楼大悬挑,悬挑桁架杆件均采用H型钢;为有效锚固观光塔顶部太空梭游乐设备,在太空梭支座底部设置转换桁架,将荷载直接传递到塔体外筒钢管混凝土柱上;布置专门的钢梁用于支承旋转餐厅设备,分别采用变桁架高度与变截面高度梁的方式解决了旋转设备高度导致的结构高差问题。
    利用有限元软件对观光塔结构开展了模态分析、风荷载及地震作用分析、结构变形与受力分析,并对结构中的关键节点如底部伸臂支撑桁架与裙房连接节点开展了精细化有限元分析。分析结果表明:结构振型模态与周期、结构在风荷载与地震作用下的侧向变形、结构竖向变形与杆件承载力验算等各项性能指标均满足规范要求;铸钢节点完全处于弹性范围内,满足设计要求;风荷载在该观光塔结构设计中为控制荷载,地震作用影响较小。

  • 中华人民共和国住房和城乡建设部. 建筑抗震设计规范:GB 50011-2010[S]. 北京:中国建筑工业出版社,2016.
    中华人民共和国住房和城乡建设部. 高层民用建筑钢结构技术规程:JGJ 99-2015[S]. 北京:中国建筑工业出版社, 2015.
    熊伟,周定,杨汉伦,等. 广州新电视塔天线与主塔体连接方案设计分析[J]. 建筑结构学报,2010,31(1):94-100.
    周露. 周口市广播电视发射塔结构设计关键问题分析[J]. 建筑结构,2017,47(3):92-96.
    中华人民共和国住房和城乡建设部. 建筑结构荷载规范:GB 50009-2012[S]. 北京:中国建筑工业出版社,2012.
    中华人民共和国住房和城乡建设部. 高耸结构设计规范:GB 50135-2019[S]. 北京:中国计划出版社,2019.
    中华人民共和国住房和城乡建设部. 钢结构设计标准:GB 50017-2017[S]. 北京:中国建筑工业出版社,2018.
    中华人民共和国住房和城乡建设部. 钢管混凝土结构技术规范:GB 50936-2014[S]. 北京:中国建筑工业出版社,2014.
    中华人民共和国住房和城乡建设部. 铸钢结构技术规程:JGJ/T 395-2017[S]. 北京:中国建筑工业出版社,2017.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  69
  • HTML全文浏览量:  4
  • PDF下载量:  14
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2020-10-20
  • 网络出版日期:  2021-05-08

目录

    /

    返回文章
    返回