广东现代国际展览中心结构设计
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两排， 跨度为 !>D， 沿跨度方向网架向两边分别悬挑约 ;"D。中间 F 根柱截面为 "">>DD G "@>>DD，柱距为 ;>D，两边 "= 根柱截面为 ’=>>DD G ’@>>DD，柱距为 "’D。 纵、 横向柱列采用排架计算模型进行内力计算， 柱 底与基础为刚接， 柱顶与网架为铰接， 假设网架平面内 刚度无穷大， 纵向力学计算模型如图 " 所示。 柱所受荷 载包括结构及设备自重、 屋面活荷载、 风荷载及地震作 用。根据荷载效应组合下柱的最不利内力进行截面配
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屋盖结构系统设计
展厅屋盖结构系统采用带拉杆的预应力大跨空间
网架结构，下部 "$ 根钢筋混凝土柱作为网架的支座， 同时在每根钢筋混凝土柱顶设置一根长约 #)* 的箱 形钢柱，截面为 2%%** + (%%**，钢板厚度分别为 在钢柱顶与距网架支座 $)* 处之间设 $$** 和 #$**。 置圆钢管拉杆， 拉杆截面为 ! ")#** + #,**， 相应在 钢柱外侧设置平衡拉杆，平衡拉杆经过悬挑部分网架
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层号 地基土的类别 " 4 6 素填土 冲积粉质粘土 残积粉质粘土
该市的标志性建筑， 总占地面积约 "G;;;;E4 。主馆平 面形状近似长方形， 展厅主要部分为一层结构， 两边局 部为二层结构。 展厅首层建筑面积约为 5G;;;E4 ， 二层 建筑面积约为 "6;;;E4 ， 附房建筑面积约 "5;;;E4 ， 总 建筑面积约为 H4;;;E4 。展览馆建筑使用功能要求内
? 华南理工大学 土木工程系， 广东广州 G";<5; @
摘要： 本文介绍了广东现代国际展览中心结构设计。 重点论述该结构体系的计算模型处理、 基础选型以及大跨度预应力空 间网架和局部二层大跨度预应力钢筋混凝土楼盖结构体系的优化设计， 得到一些有意义的结论。本结构设计的主要特点 ? " @ 上部预应力网架结构通过两侧的拉杆锚在桩上而形成一个自平衡体系， ?4@ 钢 从而减小支承结构柱的弯矩和剪力； 是： ? 6 @ 通过在钢柱沿建筑长方向上设置预应力拉索来保证钢柱在该方向上 柱柱脚铰接的选择对于优化结构受力非常关键； 的稳定性。 关键词：结构设计；大跨度结构；钢结构；预应力结构 中图分类号：AB6">8 4 文献标识码：C
图"
柱截面配筋示意图
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。为了 的焊接球节点锚入地下抗拔桩内（ 见图 #、 图 ,） 防止拉杆拉力对下部钢筋混凝土柱产生过大的附加弯 矩作用， 钢柱底与钢筋混凝土柱顶采用双向铰接处理， 拉杆与网架焊接球节点的连接也采用单向铰接，节点 大样如图 ,。 为了保证钢柱平面外的稳定， 钢柱在平面 。 外设置预应力拉索（ 见图 (9） 拉杆的抗拔桩采用人工挖孔桩，每条桩均采用超 前钻以确定基础的分布，桩长由嵌岩长度控制。经过 计算，中间部分网架拉杆的最大拉力为 "$%%&’，两边 低网架拉杆的最大拉力为 $%%%&’。 根据拉杆的拉力大 小， 抗拔桩桩径分为 #3 "* 和 #3 )* 两种。 桩径为 #3 "* 的抗拔桩，桩端放大头直径为 $3 #*，设计桩长约为 桩端嵌入中微风化砂砾岩， 岩石天然湿度的 #) 4 $%*， 单轴抗压强度大于等于 #$567，桩端嵌入岩层内大于 等于 $3 )*， 桩身混凝土强度等级为 8"%， 纵筋 $2 " $) （ ） （ ） 级钢 通长配置， 箍筋 ! 级钢 ， 单桩竖向 .. 2/ "%% . 抗拔承载力设计值为 $#%%&’。桩径为 #3 )* 的抗拔 桩， 桩端放大头直径为 $3 :*， 设计桩长约为 #) 4 $%*， 桩端嵌入中微风化砂砾岩，岩石天然湿度的单轴抗压 强 度 大 于 等 于 #$567， 桩 端 嵌 入 岩 层 内 大 于 等 于 $3 )*，桩身混凝土强度等级为 8"%，纵筋 ," " $)（ .. 级钢） 通长配置， 箍筋 ! 2/ "%%（ ， 单桩竖向抗 . 级钢） 拔承载力设计值为 ",%%&’。拉杆锚入桩头混凝土内 以传递拉力。 为了加强传递效果， 在锚入部分的拉 $*， 杆表面焊接 , " $) 螺纹钢筋， 同时在拉杆端部设置端 板，连接部分桩的箍筋加密。拉杆与抗拔桩连接节点 大样如图 ) 所示。 展厅网架总平面 ":!* + #),*， 长向分三段， 网架 覆盖总面积 ))%)%*$ ， 节点采用螺栓球， 个别节点采用 !"
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支承结构体系设计
支承展厅网架的结构为 ;" 根钢筋混凝土柱， 分列 !"
图$
排架柱计算模型示意图
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筋、 结构抗侧移刚度验算以及基础设计。 最小轴力 通过计算， 柱底最大轴力约为 #$%%%&’， 约为 ()%%&’， 最大弯矩为 #$%%%&’・*， 属于大偏心受 压， 截面 $$%%** + $(%%** 柱纵筋为 "( " ,% - ,% " （ ，箍筋为 " #,/ #)% 0 #%% 1 （ "$ .. 级钢） .. 级钢，十肢 箍） ；截面 #,%%** + #(%%** 柱纵筋为 $% " "$ - #( " $2 （ ， 箍筋为" #,/ #)% 0 #%% 1 （ 四肢 .. 级钢） .. 级钢， 箍） 。柱截面配筋示意如图 " 所示。 根据场地的地质勘察报告及附近已建建筑物基础 设计的有关资料， 并结合当地的实际情况， 柱下采用人 工挖孔桩基础，每条桩均采用超前钻以确定基础的分 布，从而确定桩长，桩径为 #3 "*，桩端放大头直径为 #3 !*，设计桩长约为 #) 4 $%*，桩端支承于中风化泥 质砂砾岩，岩石天然湿度的单轴极限抗压强度大于等 于 (567， 桩端嵌入岩层内大于等于 #3 "*， 桩身混凝土 强度等级为 8"%， 纵筋 $% " $%（ 通长配置， 箍 .. 级钢） 筋 ! 2 / "%%（ ，单桩竖向承载力设计值为 . 级钢） 2%%%&’。根据柱底最不利内力组合，同时考虑桩身侧 向稳定要求，柱下均采用四桩台基础，承台尺寸为 桩中心距为 "3 "*。通过计算， 在 )3 !* + )3 !* + #3 $*， 各种工况组合情况下桩均不受拉力作用，满足承载力 及沉降变形要求。
土层厚度 D E "8 < F G8 4 ;8 5 F >8 ; ;8 < F G8 !
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# $ % 平面图
# & % 立面、 剖面图
图’
展览馆建筑图
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凝土结构。 柱混凝土强度等级为 :;<， 局部二层楼面混 凝土强度等级为 :=>， 钢材主要采用 ?";< 钢。 基本风压值取 >+ @AB C D ，风压系数由风洞试验 确定。抗震设防烈度为 E 度，工程地质情况表详见表
第 45 卷第 6 期 4;;6 年 < 月 文章编号： ";;; = <><! ? 4;;6 @ ;6 = ;;!" = ;<
建 筑 结 构 学 报 #$%&’() $* +%,)-,’. /0&%10%&23
7$)8 459 :$8 6 #%’29 4;;6
广东现代国际展览中心结构设计
韩小雷，杨 春，季 静，陈庆军
图 ’ 网架结构图 ()*+ ’ ,-$.)/* 01 2$33)456 1-$75 83-9439-5
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焊接球，网架型式为正放四角锥，网格基本尺寸为 上铺轻质夹芯彩色钢板。 网架两边柱点支承， "2 3 "2， 钢筋混凝土柱顶钢柱伸出屋面，钢管斜拉杆与之连 接。 中间部分为高网架， 两边为低网架。 高网架厚度为 低网架厚度为 %2。展厅网架平面及剖面图如图 %. "2， 0 所示。 展厅网架荷载包括恒荷载、 屋面活荷载、 风荷载、 地震作用及温度荷载。恒荷载分为网架自重、上弦静 载、 下弦静载。网架自重由计算机自动生成， 上弦静载 标准值为 ’. %45 6 2 ，下弦静载标准值为 ’. 745 6 2 ； 屋 面 活 荷 载 标 准 值 为 ’. "45 6 2$ ； 基 本 风 压 !’ 取
图"
钢柱、 拉杆节点大样示意图
图:
拉杆与抗拔桩连接节点大样示意图
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# $ % 平面图
# & % 剖面图
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工程概况
广东现代国际展览中心位于广东省东莞市，属于
和立面如图 " 所示。 在满足建筑外观及使用功能要求的基础上，展览 馆的支承结构采用钢筋混凝土柱，屋面采用预应力大 跨空间网架， 其规模是目前国内最大的建筑网架屋盖， 局部二层采用预应力混凝土楼盖体系，整个结构结合 采用了预应力钢结构、钢筋混凝土结构以及预应力混
作者简介：韩小雷 ? "!<5 = 授。 收稿日期：4;;4 年 < 月 @， 男， 江苏扬州人， 工学博士， 教
工程地质情况
层号 5 G < 地基土的类别 强风化砂砾岩 中风化砂砾岩 微风化砂砾岩 土层厚度 D E ;8 5 F 4"8 ! ;8 ! F 4G8 G "8 6 F "48 6
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两排， 跨度为 !>D， 沿跨度方向网架向两边分别悬挑约 ;"D。中间 F 根柱截面为 "">>DD G "@>>DD，柱距为 ;>D，两边 "= 根柱截面为 ’=>>DD G ’@>>DD，柱距为 "’D。 纵、 横向柱列采用排架计算模型进行内力计算， 柱 底与基础为刚接， 柱顶与网架为铰接， 假设网架平面内 刚度无穷大， 纵向力学计算模型如图 " 所示。 柱所受荷 载包括结构及设备自重、 屋面活荷载、 风荷载及地震作 用。根据荷载效应组合下柱的最不利内力进行截面配
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屋盖结构系统设计
展厅屋盖结构系统采用带拉杆的预应力大跨空间
网架结构，下部 "$ 根钢筋混凝土柱作为网架的支座， 同时在每根钢筋混凝土柱顶设置一根长约 #)* 的箱 形钢柱，截面为 2%%** + (%%**，钢板厚度分别为 在钢柱顶与距网架支座 $)* 处之间设 $$** 和 #$**。 置圆钢管拉杆， 拉杆截面为 ! ")#** + #,**， 相应在 钢柱外侧设置平衡拉杆，平衡拉杆经过悬挑部分网架
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层号 地基土的类别 " 4 6 素填土 冲积粉质粘土 残积粉质粘土
该市的标志性建筑， 总占地面积约 "G;;;;E4 。主馆平 面形状近似长方形， 展厅主要部分为一层结构， 两边局 部为二层结构。 展厅首层建筑面积约为 5G;;;E4 ， 二层 建筑面积约为 "6;;;E4 ， 附房建筑面积约 "5;;;E4 ， 总 建筑面积约为 H4;;;E4 。展览馆建筑使用功能要求内
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摘要： 本文介绍了广东现代国际展览中心结构设计。 重点论述该结构体系的计算模型处理、 基础选型以及大跨度预应力空 间网架和局部二层大跨度预应力钢筋混凝土楼盖结构体系的优化设计， 得到一些有意义的结论。本结构设计的主要特点 ? " @ 上部预应力网架结构通过两侧的拉杆锚在桩上而形成一个自平衡体系， ?4@ 钢 从而减小支承结构柱的弯矩和剪力； 是： ? 6 @ 通过在钢柱沿建筑长方向上设置预应力拉索来保证钢柱在该方向上 柱柱脚铰接的选择对于优化结构受力非常关键； 的稳定性。 关键词：结构设计；大跨度结构；钢结构；预应力结构 中图分类号：AB6">8 4 文献标识码：C
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柱截面配筋示意图
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。为了 的焊接球节点锚入地下抗拔桩内（ 见图 #、 图 ,） 防止拉杆拉力对下部钢筋混凝土柱产生过大的附加弯 矩作用， 钢柱底与钢筋混凝土柱顶采用双向铰接处理， 拉杆与网架焊接球节点的连接也采用单向铰接，节点 大样如图 ,。 为了保证钢柱平面外的稳定， 钢柱在平面 。 外设置预应力拉索（ 见图 (9） 拉杆的抗拔桩采用人工挖孔桩，每条桩均采用超 前钻以确定基础的分布，桩长由嵌岩长度控制。经过 计算，中间部分网架拉杆的最大拉力为 "$%%&’，两边 低网架拉杆的最大拉力为 $%%%&’。 根据拉杆的拉力大 小， 抗拔桩桩径分为 #3 "* 和 #3 )* 两种。 桩径为 #3 "* 的抗拔桩，桩端放大头直径为 $3 #*，设计桩长约为 桩端嵌入中微风化砂砾岩， 岩石天然湿度的 #) 4 $%*， 单轴抗压强度大于等于 #$567，桩端嵌入岩层内大于 等于 $3 )*， 桩身混凝土强度等级为 8"%， 纵筋 $2 " $) （ ） （ ） 级钢 通长配置， 箍筋 ! 级钢 ， 单桩竖向 .. 2/ "%% . 抗拔承载力设计值为 $#%%&’。桩径为 #3 )* 的抗拔 桩， 桩端放大头直径为 $3 :*， 设计桩长约为 #) 4 $%*， 桩端嵌入中微风化砂砾岩，岩石天然湿度的单轴抗压 强 度 大 于 等 于 #$567， 桩 端 嵌 入 岩 层 内 大 于 等 于 $3 )*，桩身混凝土强度等级为 8"%，纵筋 ," " $)（ .. 级钢） 通长配置， 箍筋 ! 2/ "%%（ ， 单桩竖向抗 . 级钢） 拔承载力设计值为 ",%%&’。拉杆锚入桩头混凝土内 以传递拉力。 为了加强传递效果， 在锚入部分的拉 $*， 杆表面焊接 , " $) 螺纹钢筋， 同时在拉杆端部设置端 板，连接部分桩的箍筋加密。拉杆与抗拔桩连接节点 大样如图 ) 所示。 展厅网架总平面 ":!* + #),*， 长向分三段， 网架 覆盖总面积 ))%)%*$ ， 节点采用螺栓球， 个别节点采用 !"
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支承结构体系设计
支承展厅网架的结构为 ;" 根钢筋混凝土柱， 分列 !"
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排架柱计算模型示意图
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筋、 结构抗侧移刚度验算以及基础设计。 最小轴力 通过计算， 柱底最大轴力约为 #$%%%&’， 约为 ()%%&’， 最大弯矩为 #$%%%&’・*， 属于大偏心受 压， 截面 $$%%** + $(%%** 柱纵筋为 "( " ,% - ,% " （ ，箍筋为 " #,/ #)% 0 #%% 1 （ "$ .. 级钢） .. 级钢，十肢 箍） ；截面 #,%%** + #(%%** 柱纵筋为 $% " "$ - #( " $2 （ ， 箍筋为" #,/ #)% 0 #%% 1 （ 四肢 .. 级钢） .. 级钢， 箍） 。柱截面配筋示意如图 " 所示。 根据场地的地质勘察报告及附近已建建筑物基础 设计的有关资料， 并结合当地的实际情况， 柱下采用人 工挖孔桩基础，每条桩均采用超前钻以确定基础的分 布，从而确定桩长，桩径为 #3 "*，桩端放大头直径为 #3 !*，设计桩长约为 #) 4 $%*，桩端支承于中风化泥 质砂砾岩，岩石天然湿度的单轴极限抗压强度大于等 于 (567， 桩端嵌入岩层内大于等于 #3 "*， 桩身混凝土 强度等级为 8"%， 纵筋 $% " $%（ 通长配置， 箍 .. 级钢） 筋 ! 2 / "%%（ ，单桩竖向承载力设计值为 . 级钢） 2%%%&’。根据柱底最不利内力组合，同时考虑桩身侧 向稳定要求，柱下均采用四桩台基础，承台尺寸为 桩中心距为 "3 "*。通过计算， 在 )3 !* + )3 !* + #3 $*， 各种工况组合情况下桩均不受拉力作用，满足承载力 及沉降变形要求。
土层厚度 D E "8 < F G8 4 ;8 5 F >8 ; ;8 < F G8 !
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展览馆建筑图
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凝土结构。 柱混凝土强度等级为 :;<， 局部二层楼面混 凝土强度等级为 :=>， 钢材主要采用 ?";< 钢。 基本风压值取 >+ @AB C D ，风压系数由风洞试验 确定。抗震设防烈度为 E 度，工程地质情况表详见表
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韩小雷，杨 春，季 静，陈庆军
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焊接球，网架型式为正放四角锥，网格基本尺寸为 上铺轻质夹芯彩色钢板。 网架两边柱点支承， "2 3 "2， 钢筋混凝土柱顶钢柱伸出屋面，钢管斜拉杆与之连 接。 中间部分为高网架， 两边为低网架。 高网架厚度为 低网架厚度为 %2。展厅网架平面及剖面图如图 %. "2， 0 所示。 展厅网架荷载包括恒荷载、 屋面活荷载、 风荷载、 地震作用及温度荷载。恒荷载分为网架自重、上弦静 载、 下弦静载。网架自重由计算机自动生成， 上弦静载 标准值为 ’. %45 6 2 ，下弦静载标准值为 ’. 745 6 2 ； 屋 面 活 荷 载 标 准 值 为 ’. "45 6 2$ ； 基 本 风 压 !’ 取
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钢柱、 拉杆节点大样示意图
图:
拉杆与抗拔桩连接节点大样示意图
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工程概况
广东现代国际展览中心位于广东省东莞市，属于
和立面如图 " 所示。 在满足建筑外观及使用功能要求的基础上，展览 馆的支承结构采用钢筋混凝土柱，屋面采用预应力大 跨空间网架， 其规模是目前国内最大的建筑网架屋盖， 局部二层采用预应力混凝土楼盖体系，整个结构结合 采用了预应力钢结构、钢筋混凝土结构以及预应力混
作者简介：韩小雷 ? "!<5 = 授。 收稿日期：4;;4 年 < 月 @， 男， 江苏扬州人， 工学博士， 教
工程地质情况
层号 5 G < 地基土的类别 强风化砂砾岩 中风化砂砾岩 微风化砂砾岩 土层厚度 D E ;8 5 F 4"8 ! ;8 ! F 4G8 G "8 6 F "48 6
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