基于树枝仿生的大跨空间结构设计

屋面和楼面均不设吊顶钢结构外露因此对钢结构外观形式要求较高主体采用树状柱支承网格结

构树状结构是空间仿生结构的一种属于建筑仿生结构的范畴有限整体结构的刚度主要依靠树状柱提供此外二层楼面开洞大存在结构平面布置不规则的现象其对结构整体刚度贡献不大对结构抗震不利因此本结构主要通过调整树状柱的刚度来优化结构整体性能树状柱下段刚度对结构整体性能影响较综合建筑美学考虑树状柱围成一个六边形中间形成大跨度的无柱空间结构轴测图树状柱在分叉前由三个箱形截面柱脚采用铰接时结构抗扭刚度严重下降阶振型即为扭转不满足周期比的要求经过方案比选优化树状柱柱脚终采用刚接且树状柱下端采用等截面异形柱

铸钢节点分析

由于树状柱的三个分支与主支交点处交汇杆件较多施工难度大若采用普通焊接施工工艺节点质量难以保证为保证树状柱的安全此处交汇节点采用铸钢节点

节点构造为了提高焊接质量本工程的铸钢节点采用可焊接的铸钢材料根据铸钢结构技术规程中焊接铸钢结构的选材要求本工程的铸钢件采用G20Mn5QT采用树状柱支承网格结构体系利用有限元软件对整体结构开展分析设计并对结构中的特殊节点进行精细化有限元分析