ganggouren
编者按
中国钢结构协会空间结构分会七届二次理事大会暨第十七届全国空间结构技术交流会于5月14-17日在广西桂林隆重召开。本次会议对网格结构、膜结构、索结构等各类空间结构设计、施工、制作、安装和技术研发方面的最新研究成果进行了广泛交流。空间结构分会是《钢结构（中英文）》第二主办单位中国钢结构协会的二级分会，成立于1993年，是我国空间结构行业的全国性专业社会团体。目前拥有550余家会员单位。分会秉持“规范行业、构建平台、技术引领、服务为先”的工作理念，经过近30年的发展，已成为我国空间结构行业最具影响力的社会团体，对促进我国空间结构的技术创新和工程建设发挥了积极作用。
分会理事长、《钢结构（中英文）》编委薛素铎教授于2020年在《钢结构（中英文）》第7期组织的专刊《空间结构创新发展》，及配合专刊出版，于工业建筑杂志社的“知播.云上星光”栏目推出的“中国空间结构的近期发展与工程实践”讲座，深受广大科研和技术人员关注和喜爱。
为促进空间结构领域科技成果及技术的交流和推广应用，本栏目拟对本次技术交流会中部分主旨报告进行系列报道，供同行学习，敬请关注。
作者介绍
王立军
教授级高级工程师
全国勘察设计大师
华诚博远工程技术集团首席科学家、总工程师
《钢结构（中英文）》编审委员会委员
清华大学博士、硕士、学士，中欧国际工商学院EMBA，国家一级注册结构工程师，英国皇家特许结构工程师，香港工程师学会会员。全国超限高层建筑工程抗震设防审查专家委员会委员，全国结构工程师注册考试命题组顾问，中国工程建设标准化协会钢结构专业委员会副主任委员、建筑振动专业委员会常务委员，中国钢结构协会常务理事、专家委员会副主任、房屋钢结构分会副理事长、设计分会副理事长兼专家委员会主任、空间结构分会特邀专家，中国建筑金属结构协会钢结构专家委员会专家，中国勘察设计协会结构分会副理事长、建筑分会专家委员会委员，中国建筑学会高层建筑结构委员会委员，中国建筑学会抗震防灾分会建筑结构抗倒塌专业委员会委员，中国模板脚手架协会副理事长，全国冶金建设高级技术专家，《建筑钢结构进展》、《建筑结构》、《建筑结构学报》、《钢结构（中英文）》、《工业建筑》、《世界地震工程》编委，清华大学、东南大学、同济大学、北京工业大学、西南交通大学、北京建筑大学硕士研究生、博士研究生、博士后联合指导教师或兼职教授。设计作品包括中国国际贸易中心3A工程（330m高）、3B工程（300m高），北京财富二期办公楼（260m高），长春国际金融中心（230m高），烟台世茂滨江项目（323m高），中南中心（729m高，结构方案）。国家标准《钢结构设计标准》GB50017-2017主编。获国家科技进步二等奖1项、国家优秀设计铜奖1项，中国建筑学会全国优秀建筑结构设计一等奖、冶金行业优秀工程设计一等奖、中铁建工集团有限公司科技进步特等奖、中国土木工程詹天佑奖、北京市科学技术二等奖等国家和省部级奖16项。
长沙梅溪湖景观桥（DS工作室）
建筑设计：李兴钢大师工作室
结构设计：王立军大师工作室
1•“日月交辉“——钢箱梁桥
“日月交辉”——钢箱梁桥
桥梁区位图
一、结构形式
上部结构：
主桥跨度：128m,桥宽：6.0m;
副桥跨度：56m,桥宽：3.2m。
二、设计重点
-
选择合理的约束方式；
-
箱梁设计：公路桥；
-
变形控制；
-
人行舒适度控制，成桥后根据实测基频设置TMD；
-
采用预应力混凝土梁平衡部分水平力。
2•“无限“——钢桁架桥
设计理念：无限 “∞”
无限桥受力特点介绍
结构承载力设计难点主要集中在支点附近区域。
桥梁弯矩图
一、结构方案比选
比较两种结构方案：
1）桁架桥
2）钢箱梁
两种结构方案与建筑外形的相对关系：
1）桁架桥
采用桁架方案，可充分利用桥梁剖面的空间，结构有效竖向高度为4.5m。优
2）钢箱梁
采用钢箱梁方案，仅可利用中部作为结构受力部件，结构有效竖向高度仅1.72m。
两种结构方案的结构刚度：
1）桁架桥
中间跨第一阶竖向振动频率：1.462Hz。优
2）钢箱梁
中间跨第一阶竖向振动频率：0.895Hz。
其他因素比较：
1）桁架桥
杆件数量较多；
涂装量相对大，业主有对环境影响较大的顾虑；
业主有意简化栏杆。
2）钢箱梁
单价成本较高；
支座拉力较大，不易实现。
二、桁架方案
桁架方案计算结果概述
计算长度近似计算法：
承载力计算：
上弦杆计算长度：
从剖面看，上弦杆件没有面外的直接支撑，其侧向刚度来自于竖向腹杆。
根据弹性稳定理论，受压杆件稳定计算长度L0：
第一阶屈曲特征值为13.985。
承载力计算：
跨中栏杆宽度300~350mm。
稳定计算：
第一阶屈曲特征值13.99。
几何非线性屈曲因子13
材料非线性+几何非线性屈曲因子2.6
变形验算：
振动舒适度验算：
进一步优化思路1（聂建国院士团队）：受压弦杆采用钢管混凝土；上下部结构（桥与基础）连接采用组合钢板剪力墙；用钢量优化10%。
进一步优化思路2（聂建国院士团队）：桥面改用混凝土叠合板；横桥向振动频率由0.96Hz提高到1.39Hz（当横向频率大于1.2Hz，无需横向减振）。
箱梁计算结果概述
1720x5000x20x20
承载力计算：
470MPa
变形：
第一阶屈曲特征值：3.97
支座反力：
钢箱梁方案优化建议（聂建国院士团队）
□截面优化：为了提高材料的利用效率，在不过分增加用钢量的前提下提高结构性能，使其能够满足承载力、刚度以及稳定性要求，首先全桥截面由原本的纯钢箱梁改为钢箱梁+120mm厚混凝土板的组合截面，同时根据初步计算得到的应力图，将结构按照以下区段进行划分并分别采用不同的截面形式，如下图所示：
四、经济性比较
相关阅读：
