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其具體的扭曲度和形態,需要通過參數化建模,來模擬其形態和受力狀況的關系。根據結果,我們對雙曲體進行了適當變化,向前端傾斜,這樣能夠減少懸挑長度,同時順應其受壓方向,有效降低了形變。
這一部位也是由大量鋼材組成的巨大鋼結構完成的。
雙曲螺旋結構的施工狀態
雙曲螺旋體量在受力上存在一些弱點。通過對形變的模擬可以發現,螺旋結構在向內凹的區域會受到向內擠壓,而在外側會受到過多的拉力。由于拉力和壓力較大,在彈性模量,也就是材料本身特性不發生改變的情況下,結構工程師已經不可能通過擴大截面來解決問題了。
這時,我們不得不回到方案最初的階段,了解建筑師當時要堅持的是什么,結果發現在方案階段,螺旋體量的底部原本并非透明,而是一個實體。
修改后的方案效果圖與投標效果圖對比
因此我們決定在受力最大的部分采用鋼筋混凝土的壓力環。在壓力環的下面也不再用鋼網架,而是采用片狀混凝土結構。通過這一措施,該體量的形變減少了25%。
通過施工現場的照片我們可以發現,計算機模擬的片狀結構實際體量非常巨大。
巨大的片狀結構
· 結構單元交接 ·
屋頂空間桁架與雙曲圓錐兩種不同結構單元的交接處,由于也同時承受著巨大的壓力和拉力,因此分別增加了上部的拉力環和下部的壓力環。
在屋頂桁架和雙曲圓錐交接處增加兩個環狀結構
上部環承受拉力,下部環承受壓力
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