1.国内实例
【例4-1】 北京崇文门菜市场,如图4-15所示。中间为32m×36m营业大厅,屋顶采用两铰拱结构,上铺加气混凝土板。大厅周围为小营业厅、仓库及其他用房,采用框架结构。拱的水平推力和垂直压力由两侧的框架承受。拱为装配整体式钢筋混凝土结构。
图4-15 【例4-1】北京崇文门菜市场
为了施工方便,拱轴采用圆弧形,圆弧半径34m,矢高4m。f/l=1/8,高跨比较小,这是建筑外形要求决定的。矢高小,拱的推力大,框架的内力也相应增大,因此材料用量增加。若矢高改为f=l/5=6.4m,相应的拱轴半径为23.2m,圆弧形状如图4-16中b线所示,则拱的推力可减少60%左右,但建筑外形不太好,同时屋面根部坡度大,对油毡防水不利。经分析比较,最后决定矢高为4m。
图4-16 拱的轴线形状选择
【例4-2】 湖南湘澄盐矿2.5万t散装盐库
在结构选型中比较了两种方案。方案Ⅰ为钢筋混凝土排架结构,方案Ⅱ为拱结构,如图4-17所示。
图4-17 【例4-2】两种结构方案
a)排架结构方案 b)拱结构方案
方案Ⅰ的缺点是3/5的建筑空间不能充分利用,而且盐通过皮带运输机从屋顶天窗卸入仓库时,经常冲击磨损屋架和支撑,对钢支撑和屋架有不利影响,因而没有采用。
方案Ⅱ采用落地拱,由于选择了合适的矢高和外形,建筑空间得到了比较充分地利用。这一方案把建筑使用与结构形式较好地结合起来,收到了良好的效果。工程概况见图4-18。
拱的类型经过比较,决定采用两铰落地拉杆拱。因为:三铰拱虽然受力明确,但是盐入库时,顶部铰结点的钢件经常受磨损,难于妥善保护;无铰拱对地基变形和温度变化敏感;所以采用两铰落地拉杆拱。为了免于锈蚀,拱脚的铰结点不用钢件,而采用半圆柱形拱脚埋入半圆柱形杯口内,两圆弧面之间用沥青麻丝嵌塞,两侧浇灌细石混凝土,见拱脚结点大样。
拱身采用装配整体式钢筋混凝土结构,工字形截面,高90cm,宽40cm。每榀拱架划分为两个对称的构件,铰接点在拱顶,采用二次浇灌混凝土。
屋面采用预应力槽瓦和预制钢筋混凝土檩条。为了适应双向弯曲,檩条采用方孔空心截面。拱架的横向刚度较大,纵向刚度较差,因此纵向设置支撑。
基础拉杆采用4根圆钢(232+228),并进行防锈处理。
2.国外实例(www.daowen.com)
【例4-3】 法国巴黎国家工业与技术展览中心大厅,平面为三角形,边长218m,高43.6m。屋顶采用双层波形薄壁拱壳,见图4-19。拱壳壁厚6cm,两层之间距离为1.8m,拱脚附近因压力较大拱壁加厚。拱身为钢筋混凝土装配整体式薄壁结构,为落地拱。传至三个拱脚的推力H由呈三角形布置的预应力拉杆承受,拉杆设置在地下,见图4-19d、e。
大厅屋顶每平方米面积的混凝土折算厚度仅18cm,而跨度为206m,厚度与跨度之比竟小于1/1100。假定鸡蛋壳的厚度为0.4mm,直径(跨度)为4cm,蛋壳的厚度与跨度之比为1/100。由此可见,大厅的材料用量是非常省的,设计是成功的,它的跨度之大也是当今世界少有的。
【例4-4】 意大利都灵展览大厅,跨度95m,屋顶采用钢筋混凝土波形拱,拱身由每段长4.5m的预制钢丝网水泥拱段组成,波宽2.5m,波高1.45m,每段都有一个横隔,预制拱段先安装在临时支架上,然后局部现浇钢筋混凝土连成整体,见图4-20。
图4-18 湖`南湘澄盐矿库
图4-19 【例4-3】巴黎国家工业与技术展览中心
a)立面图 b)结构断面图 c)平面图 d)拱脚拉杆构造 e)拉杆布置
图4-20 【例4-4】意大利都灵展览大厅
a)剖面图
图4-20 【例4-4】意大利都灵展览大厅(续一)
b)室内透视c)室内局部
图4-20 【例4-4]意大利都灵展览大厅(续二)
d)屋顶局部构造
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