Engineering Structural Design http://www.map3.net.cn/ Fri, 21 Nov 2025 01:11:07 -0800 http://www.map3.net.cn/blog/55cc596e706 http://www.map3.net.cn/blog/55cc596e706 <p style="font-size: 100%;"><span style="color: #000000;">业主：鄂尔多斯集团</span></p><p class=" style=" style="font-size: 100%;"><span style="color: #000000;">项目地址：鄂尔多斯市东胜区罕台镇</span></p><p class=" style=" style="font-size: 100%;"><span style="color: #000000;">方案设计：waa未觉建筑</span></p><p class=" style=" style="font-size: 100%;"><span style="color: #000000;">幕墙结构顾问：MaP3</span></p><p class=" style=" style="font-size: 100%;"><span style="color: #000000;">幕墙顾问: 北京博亚工程咨询有限公司</span></p><p class=" style=" style="font-size: 100%;"><span style="color: #000000;">幕墙施工: 北京盈海创建科技发展有限公司, 东南九牧（河北）铝业有限公司</span></p><p class=" style=" style="font-size: 100%;"><span style="color: #000000;">施工完成：2025年</span></p><p>图片版权©汤理达</p><a href=http://www.map3.net.cn/blog/55cc596e706>Read More</a> Fri, 21 Nov 2025 00:32:58 -0800 http://www.map3.net.cn/blog/ae43735e3c1 http://www.map3.net.cn/blog/ae43735e3c1 <p style="font-size: 100%;"><span style="color: #000000;">客户：阿里巴巴</span></p><p class=" style=" style="font-size: 100%;"><span style="color: #000000;">建筑面积：704平方米</span></p><p class=" style=" style="font-size: 100%;"><span style="color: #000000;">项目地址：法国巴黎香榭丽舍大街</span></p><p class=" style=" style="font-size: 100%;"><span style="color: #000000;">主创设计师：李凌、汪铮（SpaceStation）</span></p><p class=" style=" style="font-size: 100%;"><span style="color: #000000;">结构设计：Emmanuel Livadiotti、汤理达</span></p><p class=" style=" style="font-size: 100%;"><span style="color: #000000;">施工完成：2024年8月</span></p><p style="text-align: justify; font-size: 100%;"><span style="color: #000000;">Le projet comprend la création de quatre toitures indépendantes sur le trottoir de l'avenue des Champs-Élysées. D'ouest en est, ces quatre structures sont identifiées par les modules A, B, C et D.</span></p><p class=" style=" style="text-align: justify;"><span style="color: #000000;">La toiture est constituée de panneaux en polycarbonate alvéolaire. La façade est réalisée en panneaux de polycarbonate ondulé. La partie inférieure (1 mètre) de la paroi est habillée d'une résille en acier.</span></p><p class=" style=" style="text-align: justify;"><span style="color: #000000;">Les modules B et C sont fermés. Les modules A et D sont des volumes fermés connectés à la verrière ouverte.</span></p><p class=" style=" style="text-align: justify;"><span style="color: #000000;">La toiture, composée de panneaux de polycarbonate, repose sur des poutres en bois lamellé-collé (BLC) supportées par une ceinture périphérique en acier en partie basse. Les colonnes inclinées et le système de poutres au sol sont rigidement connectés pour former un ensemble stable supportant la toiture. Les montants de façade en BLC sont soutenus par les poutres de ceinture de toiture et de façade.</span></p><p>Le diagramme des efforts axiaux montre clairement un effet de voûte au niveau de la toiture : la poutre cintrée (poutres BLC en faîtage...<a href=http://www.map3.net.cn/blog/ae43735e3c1>Read More</a> Fri, 01 Dec 2017 22:45:08 -0800 http://www.map3.net.cn/blog/ee5daecdd3d http://www.map3.net.cn/blog/ee5daecdd3d <p style="font-size: 80%;">业主：中国铁路济南局集团有限公司</p><p style="font-size: 80%;">设计：铁道第三勘察设计研究院集团有限公司，AREP，中国建筑科学研究院，MaP3</p><p style="font-size: 80%;">交付：2016年4月20日开工，预计2018年12月31日竣工</p><p style="text-align: center; font-size: 60%;">概况</p><p style="font-size: 80%;">站房屋盖为南北侧翘起的马鞍形双曲面。南、北最大跨度为156m（斜柱柱脚间距186.6m），高26.3m（相对于9m标高）。曲面从两端向中心跨度减小，高度降低。站房中心主结构跨度为122（斜柱柱脚间距152.6m），高20m。主结构总长408.6m，不设置温度缝。南北站房位置布置屋面斜撑（轴线E～F，轴线Y～AC），斜撑落地。</p><p style="font-size: 80%;">主结构为三角空间桁架，间距为21.5m，站房中心桁架间距11.6m。主桁架宽度沿南北向变化，站房中心处主桁架宽度为2m， 向两侧逐步增加桁架宽度至10m。主桁架中心高度沿南北向变化，站房中心处高度为5m，向两侧逐渐减小至2.0m。</p><p style="font-size: 80%;">单榀桁架结构高度沿东西向变化，桁架中心高，逐渐向两侧降低至上下弦相交。上弦杆矢跨大，比下弦杆拱效应更强。在竖向均布荷载（屋面恒载）作用下，上弦轴力约为下弦的3倍。空间桁架在9m位置支撑在斜柱上，同时增加立柱形成三角形结构。为了保持建筑造型连续性，同时考虑到上弦杆为主受力杆件，斜柱沿上弦切线方向布置。水平风载下，主桁架受弯，桁架上下弦杆均为主受力杆件。轴力压力约为恒载的50%。</p><p style="text-align: center; font-size: 60%;">线型</p><p style="font-size: 80%;">在方案阶段，对屋面曲线数学公式做了4个方案对比，即圆曲线、抛物线曲线、正弦曲线和悬链线曲线。从立面效果上看，这些线型差别不大；室内空间，正弦曲线由于其曲率半径是变量，室内造型较为丰富。但考虑到跨度和支撑条件，正弦曲线结构弯矩较大，控制变形不利，需要增加斜向稳定杆件。悬链线曲线，结构受力最为合理，但定位复杂，通过计算发现其经济性与抛物线曲线相差不大。</p><p style="font-size: 80%;">出于结构经济性考虑（控制跨度和结构高度），屋面造型由屋面曲线和与之相切的直线段组成。屋面曲线形成屋盖主体造型，曲线在一定的高度截断（标高10.200m），以相切的直线段延伸至站台层。选择抛物线作为主桁架上下弦线型，有如下优点：</p><p style="font-size: 80%;">1. 结构轴线较为合理，定位相对于悬链线更容易；</p><p style="font-size: 80%;">2. 当各榀跨度变化时，若保持跨度/矢高的比值为常量，曲线两端头切向直线段平行（拱脚斜柱斜率为常量）；</p><p style="font-size: 80%;">3. 等分跨度形成的定位点，若保持跨度/矢高的比值为常量，各榀相对应定位点可形成四点共面。</p><p style="font-size: 80%;">最后选择抛物线线型，给出屋盖桁架上弦、下弦所在曲面控制公式如下：</p><p style="font-size: 80%;">最后，两榀主结构之间连接对应节点布置纵向次桁架。次桁架两端铰接，垂直悬挂。桁架高度从拱中心向拱脚两侧逐渐降低。拱中心，桁架高度为拱桁架高度的2/3，最后一榀桁架高度为桁架跨度的1/15。</p><p style="text-align: center; font-size: 60%;">节点</p><p style="font-size: 80%;">这里我们主要关注大拱根部节点：桁架两个上弦杆、一个下弦杆、切向拱脚杆件、斜向支撑杆件和纵向边梁在此处交汇，其中桁架弦杆为圆形截面，其他杆件为方形截面。铸钢节点在几何造型上需要满足各向杆件交汇和截面变化的拓扑关系。</p><p style="font-size: 80%;">方案一采用连接板和销轴的方式连接下弦，上弦杆件通过变截面转换成方形截面并形成“Y”形节点区，利用节点区侧向和底面平整的区域与其他杆件连接。方案二避免变截面段，通过增加“Y”形节点端头处断面直接与圆截面连接。方案三，通过三向桁架杆件的平滑过渡形成节点区，并保证其他方形截面连接位置的平整。</p><p style="text-align: center;...<a href=http://www.map3.net.cn/blog/ee5daecdd3d>Read More</a> Sun, 19 Nov 2017 23:50:17 -0800 http://www.map3.net.cn/blog/71f2e6c7d09 http://www.map3.net.cn/blog/71f2e6c7d09 <p>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。</p><p>中心两列采用斜柱主要有以下考虑：</p><p>1. 顺轨方向改善跨度：相对于直柱，跨度更均等</p><p>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。</p><p>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。</p><p>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。</p><p>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。</p><p>斜柱布置有三种方案，对比讨论如下：</p><p>方案一</p><p>1. 内斜柱，内斜柱交叉成三角形，支撑于空间桁架下弦</p><p>2.立面柱为直柱支撑于空间桁架上弦</p><p>3.立柱柱间交叉斜撑</p><p>方案二</p><p>1. 内斜柱，支撑于空间桁架上弦，内斜柱不交叉</p><p>2. 外斜柱，支撑与空间桁架下弦，外斜柱交叉成三角形</p><p>方案三</p><p>1. 内斜柱，支撑于空间桁架下弦，内斜柱交叉成三角形</p><p>2. 外斜柱，支撑于空间桁架下弦，外斜柱交叉成三角形</p><p>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。</p><a href=http://www.map3.net.cn/blog/71f2e6c7d09>Read More</a> Sun, 19 Nov 2017 22:54:20 -0800 http://www.map3.net.cn/blog/8068df83e66 http://www.map3.net.cn/blog/8068df83e66 <p>方案一：主桥采用了钢桁架拱五跨连续钢箱梁，其跨径布置19.74×2+255.74+19.74×2=334.7m。桁架拱高42.7m跨度为297m，矢跨比1/7。钢箱梁在平面上成弧线，以拱为轴左右对称布置，在跨中位置通过一段斜向梁联系。</p><p>主拱以上弦杆为主要受力构件，为保证拱平面外的稳定性，截面宽度为4m高1m，通过与其他杆件形成桁架保证拱面内的稳定性。主梁为栓焊流线形扁平钢箱梁，梁高1.8m，宽7m，刚隔板间距1.75m。中心7m宽考虑为人行道，中心3.5m宽考虑紧急时通行车辆。</p><p>结构计算模型</p><p>基本组合下轴力 (kN)</p><p>基本组合下弯矩My (kN*m)</p><p>基本组合下弯矩Mz (kN*m)</p><p>基本组合主要杆件应力 (MPa)</p><p>人群荷载（车辆荷载）下结构变形，跨中位移最大值354（313mm），挠度=354mm/241m = 1/680</p><p>第1屈曲模态（主拱平面内屈曲），线型稳定系数4.8.</p><p>第2屈曲模态（主拱平面外屈曲），线型稳定系数5.0.</p><p>方案二：主桥采用连续双曲面拱壳，板厚900mm，使用高强度混凝土C60。使用抛物线线型控制所有弧线拱线，形成双向曲面。桥墩间距58.4×2=116.8m，壳体主正压应力沿斜向在桥墩间成Z字形分布，主拱（主压应力方向）跨度约88m，壳体向上拱起15.6m，矢跨比1/5.6。</p><p>使用板单元模拟壳体，桥墩位置为变截面线单元。二层人行道，对主桥没有刚度拱线，以荷载的形式加载在模型里。局部应力集中的位置，考虑增加密肋粱。</p><p>主压力方向在桥墩间呈Z字形分布（蓝色箭头）</p><p>结构计算模型</p><p>基本组合下顶板压应力 (MPa)</p><p>基本组合下底板压应力 (MPa)</p><p>短期组合板顶拉应力 (MPa)</p><p>短期组合板底拉应力 (MPa)</p><p>长期组合下结构变形，挠度= 8.02cm/88m = 1/1097</p><p>第1屈曲模态（边跨屈曲），线型稳定系数10.8.</p><p>第3屈曲模态(主跨屈曲)，线型稳定系数12.5.</p><p>方案三：主桥采用不对称结构布置形式，一侧通过斜柱连接上下钢梁，形成桁架体系，对侧增加支座减小跨度。跨度为37.375×2+90+37.375×2 = 239.5m 。</p><p>结构计算模型</p><p>基本组合下轴力 (kN)</p><p>基本组合下弯矩My (kN*m)</p><p>基本组合杆件应力 (MPa)</p><p>标准下结构变形，跨中位移最大值110mm，挠度=111mm/90m = 1/810</p><a href=http://www.map3.net.cn/blog/8068df83e66>Read More</a> Mon, 18 Sep 2017 20:53:29 -0700 http://www.map3.net.cn/blog/2fc34698f78 http://www.map3.net.cn/blog/2fc34698f78 <p style="font-size: 80%;">Passerelles piétonnes à Saint Nicolas - France -2010</p><p style="font-size: 80%;">设计：MaP3 BET Structure</p> Passerelle piétonne à Cloyes - France - 2007 <div style="font-size: 80%;">设计：Jean Christophe Grosso (Architecte) - MaP3 (Structure), Jacques Veyer Ingénieur</div> Passerelle piétonne à Chelles - France - 2007 <div style="font-size: 80%;">设计：MaP3 BET Structure</div> Ponts de l'esplanade de la Paix à Caen - France <div style="font-size: 80%;">设计：Gilles Sabarros Architecte - MaP3 BET Structure</div><a href=http://www.map3.net.cn/blog/2fc34698f78>Read More</a> Sat, 16 Sep 2017 19:59:40 -0700 http://www.map3.net.cn/blog/ff80da3efab http://www.map3.net.cn/blog/ff80da3efab <p style="font-size: 80%;">业主：SNCF Gares & Connexions</p><p style="font-size: 80%;">设计：AREP - Duthilleul事务所 - MAP3</p><p style="font-size: 80%;">设计交付：2017一期；2020交通枢纽整体投入使用</p><p style="font-size: 80%;">设计内容包括站房前的人造景观（paysage construit），钢结构+ETFE空气枕站房屋盖。</p><a href=http://www.map3.net.cn/blog/ff80da3efab>Read More</a> Fri, 15 Sep 2017 22:29:12 -0700 http://www.map3.net.cn/blog/c860778db1a http://www.map3.net.cn/blog/c860778db1a <p>Spanning the Guishui River in an unspoiled natural setting, this new highway bridge serves to provide an optimal link between two future international events to be held on opposite banks: the 2017 Horticultural Expo and the 2020 Winter Olympic Games.</p><p>Our design for this bridge was informed by both classic arch bridges found in the region, as well as innovative use of large spanning shell structures, optimized by new parametric design tools. The result of our design research is a unique three-tiered structure – shell arch, metal truss and roadway deck - that is both efficient and visually light, and avoids any support structure above the roadway.</p><p>The proposed design is comprised of three brick clad shells spanning 139 meters each combined with a light-weight metal truss supporting the flat car deck above. The three elements working together form an efficient use of materials – a hybrid structural composition - visually dynamic at both a distance and up-close: the double-curvature shape of each of the shells create extra rigidity over the same thickness, will possibly be the largest masonry arches to be built to date.<br>The bricks are the visible finish to the arches and serve to strengthen the shell in compression, as well as used as a lost form-work for the concrete pouring during construction, for a tight project timetable.</p><p>Working in conjunction with the arch is a grid of slender metal trusses that dissociates visually the bridge roadway from the arches. The concrete roadway deck above, with its large 56 meter width, split by a linear open slot along the entire length of the bridge, completes the three-tiered composition, and visually floats above the masonry shell arches.<br>These three architectural and structural choices allows each element of the bridge to be easily “read”, reinforcing the duality of the bridge as both light-weight and monolithic, movement and stability, past and future, rapid (car) and paced (pedestrian) flow.</p><a href=http://www.map3.net.cn/blog/c860778db1a>Read More</a> Wed, 28 Jun 2017 02:00:48 -0700 http://www.map3.net.cn/blog/p-r http://www.map3.net.cn/blog/p-r <p style="font-size: 80%;">业主：成都交通投资集团有限公司</p><p style="font-size: 80%;">设计：AREP - 中国中铁二院 - 四川省建筑设计研究院 - MAP3</p><p style="font-size: 80%;">本项目位于绕城高速以北、锦悦东路以南、天府大道以东、绕城高速天府收费站以西，为地铁9号线、11号线、18号线换乘综合枢纽，并以地下通道与地铁1号线相连。屋盖结构分为覆土区和ETFE采光区，覆土区采用混凝土框架结构（9x9m标准柱网）。</p><p style="font-size: 80%;">ETFE采光区结构与之脱开，采用胶合木结构。在-2m标高设置弧线木拱支座，与两侧混凝土楼板相连，提供水平支撑。ETFE屋盖从北向南依次增大，主拱跨度为78.3~14.0m，87.0～16.8m，95.7～19.7m，屋面高度（从-2.0m拱脚算起），为17m，20m，23m。每两榀主拱交叉，与屋面横梁、斜撑等构件形成空间结构，主拱间距9m。</p><p style="font-size: 80%;">为了与周围覆土区屋盖曲面接合，ETFE采光区的造型是比较扁平的曲面，设计最初设想利用隆起的造型形成壳体是很难实现的。因此将ETFE支撑结构形成的曲面与主受力杆件脱开，在空间内按照较合理的抛物线线形，重新组织结构，形成屋面横纵粱和空间内交叉拱的布置。</p><p style="font-size: 80%;">根据虑建筑平面条件，主拱按照9m柱跨均匀的布置。两拱交叉并增加拱间的联系杆件，可以保证拱面外有较好的稳定性。粱的布置则主要考虑空气枕跨度和与主拱对位关系两个因素，在增加了竖向、斜向杆件后可与交叉拱形成空间体系。</p><p style="font-size: 80%;">ETFE屋面是一个较“实”的曲面，而交叉拱在其下围合形成另一层通透的“虚”面,虚实接合增加了空间的趣味性；以“虚”面结构为主受力构件，“实”面结构为次要构件，又能形成分明的主次秩序。所以在设计支撑杆件的时候，我们设定粱节点与拱垂向对位，尽量减少支撑杆件对两个空间曲面的视觉干涉。</p><p style="font-size: 80%;">由此引出对于是否布置斜杆的思考：增加斜杆形成桁架拱一定会有助于提高结构刚度，减小耗材总量。但另一方面，斜向杆件在三维视角里显得杂乱无章；一旦形成桁架，屋面梁参与受力就必然会使其截面增大，又破坏了结构的秩序感。而我们希望胶合木拱为主受力构件，适当增加拱截面，对木结构防火也是有利的。在计算允许的条件下，只在跨度大的位置，布置斜向钢构件改善主拱面内稳定性。</p><p style="font-size: 80%;">粱拱的对位关系，在增加竖杆、斜杆后可形成空间体系。对于跨度较大的位置，可以较好的保证拱面内、面外的稳定性。</p><p style="font-size: 80%;">拱交叉节点、拱脚与斜撑交汇点，几何关系复杂是两个设计难点。</p><a href=http://www.map3.net.cn/blog/p-r>Read More</a> Fri, 19 May 2017 22:45:18 -0700 http://www.map3.net.cn/blog/792b2c24436 http://www.map3.net.cn/blog/792b2c24436 <p style="text-align: center;">Bridge general view</p><p style="text-align: center;">Plan view</p><p style="text-align: center;">Elevation</p><p style="text-align: center;">View from below with negative arch working in tension</p><p style="text-align: center;">The plates are assembled together with vertical posts</p><p>The vertical posts together with horizontal plates form a truss box立柱与水平板共同构成箱桁.</p><p>The shape of the plates are designed according to the bending moment shape in the deck (the following image shows a simplified example)桥面形状根据其弯矩图进行设计 (简图如下所示) :</p><p>It is inspired by the steel structure of XIXth century, where the plates are accumulated and connected with rivets, following the forces density设计灵感来自19世纪钢结构中力密度钢板由铆钉连接 :</p><p>Typical section of a steel beam with a reinforced flange, built as an accumulation of plates带加强翼的钢梁标准断面构成面 :</p><p style="text-align: center;">Calculation model</p><p style="text-align: center;">Stresses in the steel plates</p><p style="text-align: center;">Axial force in the arch</p><p>Some diagonals are used where the shear force between plates is very important板间有剪力的地方使用斜杆 :</p><a href=http://www.map3.net.cn/blog/792b2c24436>Read More</a>