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懸挑結構的受力分析

· 屋頂桁架 ·

　　在桁架結構中，上面的桿件受拉，下面的桿件受壓。這個懸挑結構從盡端到支撐點的距離有85m，同時也并非一種簡單的直線形態(tài)——懸臂的下表面崎嶇不平，這也對整個桁架的不同截面提出了不同的形態(tài)要求。

　　不同截面位置的桁架形態(tài)不同，復合而成三維桁架

　　它的結構形態(tài)，從開始一片片獨立的桁架結構，發(fā)展為三維、復雜的空間桁架結構整體。

三維的復雜空間桁架

　　這樣復雜的模型必須要借助計算機參數(shù)化建模才能實現(xiàn)。參數(shù)化建模不僅能幫助建筑師控制建筑的形態(tài)，也能幫助結構工程師進行各種結構計算。這樣復雜的結構，在我們剛剛學習結構設計，只有計算器進行計算的時代，是不可想象的。在計算機的幫助下，我們能得出多種備選方案進行模擬和對比。經(jīng)過模擬，相比傳統(tǒng)的平行桁架、錯綜復雜相互咬合的三維空間桁架可以有效減少20%懸臂盡端的形變。

　　通過建模優(yōu)化(左為優(yōu)化前，右為優(yōu)化后)

　　減少了20%懸臂盡端的形變

　　參考施工照片，我們可以發(fā)現(xiàn)，這一空間桁架耗費了大量的鋼結構構件。

等待吊裝的空間桁架

　　· 受拉桿件 ·

　　在最初的抽象化結構模型中，兩個支點被描述為剛接支點，承托其巨型的屋頂。而事實上，這兩個支點共同組成了一個巨大的建構，同時它們的支撐方式也是彈性的。

　　其中一個支點主要受壓，另一個支點主要受拉，造成前低后翹的形變。

　　為了減少形變，我們在另一個盡端增加了一個受拉的桿件，使整個屋頂?shù)男巫儨p少了15%。

　　雖然建筑方案中原本沒有這個桿件，但由于它能起到這么大的作用，而且本身也比較纖細，不會對建成效果造成太大影響，因而得以采用。

施工中的拉桿

· 支點 ·

　　兩個支點在建筑中以雙曲螺旋圓錐的形式出現(xiàn)，它由對于圓柱的扭轉而來，形成兩個上下連接的圓錐體。雖然表現(xiàn)為曲面，但可以由若干直線桿件組合而成。

曲面由直線模擬而來

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