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新建北京星火站

NEW BEIJING XINGHUO STATION

· 火车站,交通建筑

站房屋面主要的空间结构由顺轨方向的桁架、斜柱、竖柱以及纵向转化结构组成。 根据屋面造型要求,主桁架分为水平鱼腹式桁架和屋面折叠隆起处的桁架两种形式。竖柱子同过一次转化结构与主桁架连接。沿桁架向面外方向布置斜撑,减小纵梁跨度。由于斜柱的支撑作用,每榀结构可以形成独立稳定的体系。各榀通过纵梁,斜柱彼此连接。

中心两列采用斜柱主要有以下考虑:

1. 顺轨方向改善跨度:相对于直柱,跨度更均等

2. 垂直轨道方向简化传力体系:受到建筑、线界各方面条件的影响,若果设立直柱,则支撑点均在屋面桁架高度较低的位置(屋面高度较高)。主桁架需要通过纵梁进行一次转换才能找到支撑点。采用斜柱,则可以保证柱直接支撑在桁架最有效的位置。

3. 对双向平动的稳定性都有帮助:顺轨向可以与屋面桁架,尤其是隆起折面的部分形成拱效应;垂直轨道方向,各榀联系形成稳定的三角体系,不需要额外增加斜撑。

竖向荷载作用下杆件轴力、弯矩:竖向荷载作用下,设立斜柱,跨度均衡。构件主要受轴力弯矩较小;设立直柱,尤其在斜屋面隆起的位置,由于倾斜的桁架对柱子产生水平推力,柱内弯矩较大。

水平荷载作用下杆件轴力、弯矩:水平荷载作用下,斜柱和桁架杆件形成类似拱圈的传力途径,可有非常有效的减小弯矩。

斜柱布置有三种方案,对比讨论如下:

方案一

1. 内斜柱,内斜柱交叉成三角形,支撑于空间桁架下弦

2.立面柱为直柱支撑于空间桁架上弦

3.立柱柱间交叉斜撑

方案二

1. 内斜柱,支撑于空间桁架上弦,内斜柱不交叉

2. 外斜柱,支撑与空间桁架下弦,外斜柱交叉成三角形

方案三

1. 内斜柱,支撑于空间桁架下弦,内斜柱交叉成三角形

2. 外斜柱,支撑于空间桁架下弦,外斜柱交叉成三角形

外斜柱可与立柱形成三角形提供了顺轨向的平动刚度,外斜柱交叉成三角形后又能提供垂轨向刚度,同时平动刚度在屋盖靠外有利于控制整体扭转,方案二最优。

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