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其具体的扭曲度和形态,需要通过参数化建模,来模拟其形态和受力状况的关系。根据结果,我们对双曲体进行了适当变化,向前端倾斜,这样能够减少悬挑长度,同时顺应其受压方向,有效降低了形变。
这一部位也是由大量钢材组成的巨大钢结构完成的。
双曲螺旋结构的施工状态
双曲螺旋体量在受力上存在一些弱点。通过对形变的模拟可以发现,螺旋结构在向内凹的区域会受到向内挤压,而在外侧会受到过多的拉力。由于拉力和压力较大,在弹性模量,也就是材料本身特性不发生改变的情况下,结构工程师已经不可能通过扩大截面来解决问题了。
这时,我们不得不回到方案最初的阶段,了解建筑师当时要坚持的是什么,结果发现在方案阶段,螺旋体量的底部原本并非透明,而是一个实体。
修改后的方案效果图与投标效果图对比
因此我们决定在受力最大的部分采用钢筋混凝土的压力环。在压力环的下面也不再用钢网架,而是采用片状混凝土结构。通过这一措施,该体量的形变减少了25%。
通过施工现场的照片我们可以发现,计算机模拟的片状结构实际体量非常巨大。
巨大的片状结构
· 结构单元交接 ·
屋顶空间桁架与双曲圆锥两种不同结构单元的交接处,由于也同时承受着巨大的压力和拉力,因此分别增加了上部的拉力环和下部的压力环。
在屋顶桁架和双曲圆锥交接处增加两个环状结构
上部环承受拉力,下部环承受压力
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