1.4.3 广州市金融城交通枢纽建设工程
1.项目概况与结构形式
广州市金融城交通枢纽项目为广州金融城地区重要节点建筑之一,集区域冷站、城际轨道交通站点、值机大厅、公交站场等用途于一体,地下5层,地上4层。主体结构不分缝,下部为钢筋混凝土框架结构。上部单层曲面网壳钢屋盖通过立体桁架、边缘杆件及屋面支撑与下部钢筋混凝土框架相连(见图1.20)。
钢屋盖中两个落脚支承位于二层楼面,4个落脚支承位于首层楼面。结合考虑建筑效果,在屋面设置树形支撑,以减小网壳跨度。各落脚支承与混凝土结构连接关系如图1.21所示。
网壳钢屋盖跨度及矢高示意图如图1.22所示。

图1.20 主体结构组成示意图

图1.21 网壳落脚支承示意图

图1.22 网壳钢屋盖跨度及矢高示意图
单层网壳采用矩形管作为主要贯通杆件,大多数杆件截面尺寸为380 mm×150 mm×8 mm;与矩形管斜交的杆件采用圆管,大多数杆件截面尺寸为φ273 mm×8 mm,材料主要为Q345B。
2.项目特点
结合广州金融城交通枢纽项目,对单层复杂曲面网壳结构中的风荷载作用、防火设计、整体稳定性关键问题进行讨论分析,该项目有以下特点。
(1)单层复杂曲面网壳结构可通过风洞试验获得结构屋面的极值风压分布,并基于同步测压试验结果进行风振响应计算,最终获得可供结构分析使用的结构节点等效静力风荷载。试验表明,周边建筑的分布尤其是南侧超高层建筑的干扰放大效应不能忽略,最大风荷载体型系数需提高15%~30%。超高层建筑与本项目主体建筑的高度比及宽度比对本项目建筑风压均造成影响,且宽度比越大,高度比越大,造成的影响越明显。对于风敏感建筑,尤其是风荷载起控制作用的单层网壳结构,有必要在设计中对周边建筑影响进行研究、评判。同时,应在设计过程中考虑足够的安全储备。
(2)火灾升温曲线的合理选择是防火设计的关键,在火灾场景较为复杂的工程项目中,若不通过细致的场景分析选用合理的升温曲线,很容易造成材料的浪费,甚至导致优秀的建筑方案无法实施。建议对大空间开展火灾场景分析,可分区域确定火灾升温曲线。本项目经精细化火场分析,大大节省了钢材用量,获得了良好的经济效益,同时满足了建筑美观性的要求。
(3)整体稳定性分析时可通过线性屈曲分析初步了解结构的整体稳定性,发现结构构件的薄弱部位,不断地补强薄弱环节,提高结构的整体稳定性。本项目通过细致的方案比选,合理设置边缘桁架及充分利用下部混凝土结构支承,大幅度提高了网壳的整体稳定性能,线性屈曲分析中的荷载系数由7.4提高至15.9,在满足建筑美观要求的同时使钢结构网壳具有良好的整体稳定性。