中华钢结构论坛 China Structure Forum

标题: 钢结构“苹果”（原创） [打印本页]

作者: shihaowen 时间: 2010-11-23 05:14 标题: 钢结构“苹果”（原创）

我在荷兰的一家结构设计公司工作，这是我去年做的工程，这个项目是当地市政府重新规划火车站附近而决定兴建的地标性建筑，是一个自行车棚，在荷兰自行车是很受欢迎的交通工具，所以在火车站周围通常停放了很多自行车，既不美观也容易失窃，我设计的这个苹果自行车棚可以容纳1075辆自行车停放，基本解决了火车站周边乱停车的问题

建筑高16米，内半径15米，外半径27米，楼板宽6米，主体结构是由内外各5.5圈的螺旋梁爬升组成基本的几何体，外侧支撑是由空间钢管桁架构成，内侧支撑是9个钢管柱构成，在顶部有一个圆形的圈梁将内外结构耦合，顶部是一个叶子状的指示风向的风标尺，由预应力悬索固定在圆形圈梁上

节点基本是由螺栓连接（荷兰这里人工太贵。。。焊不起），外侧空间桁架（我觉得应该叫壳结构）的链接也是螺栓，外侧加一个盖最后，为了美观和以防鸟类在里面搭巢，不过最后还是没有避免。。。参加后面的图片，这的鸟不怕人。。。

这个项目设计部分共费时4个月，由本人独立完成，包括主体结构分析，悬索结构分析和节点设计，结构分析是用SCIA ENGINEER做的，这是比利时的一个有限元软件，在欧洲大部分设计咨询公司都用，悬索部分用了ANSYS CLASSIC，画图是用tekla 3d建模的，有三个制图员大概做了5个月左右，好像用了一些宏来自动生成外侧钢管壳结构的节点，还得到了欧洲09年的用户创意奖，我正在申请scia engineer的两年一度的创意奖，希望能得奖阿哈哈 ^_^

先来一张外景

内景，超酷的！

楼梯

夜景

近景

自行车rack

叶片状的风标尺

有鸟在这搭巢。。。其实我设计的时候想作为一个load case 的。。。

正在施工中的一些照片

典型的节点！

tekla模型截图

tekla模型得到了09年欧洲的的年度用户奖

作者: vividetail 时间: 2010-11-23 08:24

很有创意 …… 想了解下结构分析方面的知识外侧网壳跟内测柱通过连廊形成受力体系还是外侧网壳只是自称重结构

作者: shihaowen 时间: 2010-11-24 02:54

竖向力是有外网壳（大约60%）和内柱（大约40%）承担，水平方向里是由外网壳独立承受，外网壳相当于一个穹顶结构，内柱因为没有斜撑，所以对水平方向的结构稳定性贡献几乎为零
补发一个外网壳在有限元软件里的模型

作者: fiendy 时间: 2010-11-26 12:40

从图上看是现场安装完后刷的漆，但是为什么，节点图中却看到螺栓上没有漆？是不是你给的安装图是在工厂的预拼装？

作者: shihaowen 时间: 2010-11-26 20:04

因为这个结构各个杆件尺寸都不一样，为了保证在拼装时不损坏喷漆，他们在正是安装前在自己的工厂里进行了预安装，然后拆下来喷好漆运到现场再次拼装的

作者: 祥子 时间: 2010-11-27 18:26

这个模型不错，我也遇到过一个国外的苹果模型，不过结构我最后没有做出来

作者: seu-ljc 时间: 2010-11-28 00:14 标题: 楼主你好

wow 好葱白你啊，比鸟巢好！我是在读研究生，咱能交个朋友么，前辈？

作者: zhaohoo 时间: 2010-11-29 16:12

结构的构件制作的很好，一些细部的节点处施工做的很漂亮啊。焊接构件的焊缝处理的很好。有关于这个构件的吊装照片吗？这里面有些构件制作精度要求还是比较高的，不知道制作方，吊装的是怎么定位的？，保证尺寸的？不过，有tekla做详图，定尺寸要求确实方便了很多。
我个人觉得，这个结构，设计者在节点处理上，做的很好，有些节点是我从来都没看到过的（可能是我孤陋寡闻了。）有管子转折相焊接处用隔板隔开，是焊接工艺更合理。这些做法确实很好。

作者: mudanjiang49 时间: 2010-11-30 19:39 标题: 相当漂亮

相当漂亮，朋友你不妨留一个邮件地址给我。

作者: shihaowen 时间: 2010-12-1 03:28

再补发两张图片

概念设计阶段：

结构计算的有限元模型截图：

作者: shihaowen 时间: 2010-12-1 03:35

关于吊装的过程，这个是施工公司做的视频，无法加载到论坛，大家可以去这个网站看看

http://www.bersselaar.com/index.tpl?action=fietsappel&taalID=NL

关于节点设计，是手算的，画在公司的sketch book上的，有一些公司的信息，所以不便扫描到网上分享给大家，但是如果大家觉得有什么值得跟我探讨的话，欢迎发邮件给我，haowenshi@gmail.com

本人有意回国发展，所以也希望跟爱好钢结构的朋友们一起交流讨论！

作者: shihaowen 时间: 2010-12-1 03:47

忘记跟大家介绍一下我们公司，Iv-Consult 荷兰最大的结构和机械设计咨询公司，伦敦眼（摩天轮）的钢结构部分是我们公司设计的，还有北京朝天轮的初步设计（可惜资方没钱项目搁浅了），本人负责抗风抗震阻尼器的设计，目前我们在做巴拿马运河三期扩建工程的浮动型船闸设计，本人负责钢结构部分的结构设计和抗震设计

作者: xuqing 时间: 2010-12-1 10:01

1.为什么内柱没有设支撑，（个人感觉应该让内柱形成筒体承担绝大部分（>90%)的水平力，概念上是100%）
2.外侧壳节点是刚接还是铰接，如没有现场焊接，就施工和模型图片看此节点难以形成刚接条件，铰接（半刚接）平面外将成为几何可变体系。计算时节点假定是刚接还是铰接（有限元软件里是节点自由度的放松与整体结构有效自由度的选择）
3.单层网壳受节点集中力稳定问题，内柱没有侧向刚度（摇摆柱）连接内柱与外层壳的梁对外层壳都将产生平面外的集中力，对外层壳受力极其不利
4就图片上节点的焊接量（当然没有现场焊，这个节点都是机械加工的吗）应该比国内的焊接球节点大得多（假如可以是铰接用栓接球，构造，施工，加工都应该比此节点好一些，荷兰有栓接球网架的话）1996年日本建成的名古屋体育馆（单层壳，直径187.2米）节点和你的类似，不同的是名古屋体育馆的是刚接铸钢节点
5.内柱与外壳的连接梁在内柱节点个人感觉构造过于复杂，传力不够简洁明确，在圆柱上设环形连接板就可以很好的解决了（带小鸟的图片上似乎螺栓边距小了些，节点板是否满足冲切）
6.如果风向标的支撑结构不采用索杆体系而采用鱼腹式管桁架就可以使顶部刚度加大，形成闭口的结构体系。
7.地脚锚栓直径是多大的，根据图片比例感觉挺细的，
8.按建成的结构来看，外壳节点均为铰接，有限元分析的结果应该是竖向力按从属荷载面积分配给内柱和外壳，结构整体扭转的力绝大部分由外壳杆件轴力承担，水平力则是由内柱和螺旋（板）组成的复杂体系承担（传力不明确，受力极其复杂），外壳均为铰接点承担不了水平力（看一下个工况下的内柱与外壳的支座反力），（当然透空结构风荷载不是很大）
9.个人认为，将内柱适当加密（也可不加密，形成正多边形）加支撑形成内筒，或加高内环梁形成内框筒，承担100%水平力，顶部利用风向标支座形成刚性横隔板，使内筒及外壳均成为闭口体系，外壳节点均为刚接，内外连接梁在外壳连接为铰接，内筒为刚接。内部钢管可灌混凝土，（提高强度，改善局部稳定）

作者: shihaowen 时间: 2010-12-2 01:04

楼上提的问题很好，欢迎大家更多的讨论

1. 因为这个结构的概念是transparent，人们在骑自行车上下行的时候，能感到自己的爬升感，而且也增加整体结构的空间美感，所以不考虑在内核设斜撑，而是由外壳受绝大部分力，而且外壳是个结构完全体因此可以承受设计荷载，因此内核也不必设计成主要承力系统，这也是这个结构的一个最主要的特点，参见 9

2.外壳节点全部为铰接，我也偏向于使用球铰，但是我们的业主，也就是施工方，告诉我们使用普通螺栓和焊接，因为球铰对于他们太贵，是采用end plate + 2xM16螺栓连接，所以可以认为是铰接

3.外壳受平面外集中力后，会传到后面的楼板梁上，然后通过楼板的作用（剪力，类似于楼板平面内的斜撑，在fem模型中我用了dummy 的@10的bar element模拟，这些dummy elements没有显示在上面的截图里），再加上内外螺旋形圈梁的作用，形成一个楼板平面内的杭架体系，所以外壳可以受平面外集中力的作用，而且我的风荷载也是这么加载在每个外壳的节点上的，内柱并不参与水平系

4. 施工方是我们的业主，他们接下了市政厅的标，然后分包设计给我们，我也想用球铰，但是他们告诉我这样太贵了而且要等供货方，用普通的螺栓根焊接，他们的工厂可以自己搞定，所以这个没办法，螺栓边距是小于规范要求，冲切是验算过的

5. 内柱连接是这样的，因为整个模型是parametric的，每一个spiral cycle有20个key nodes，所以就是有20个楼板梁，初始的设计方案是楼板梁连到内侧圈梁上，然后圈梁连在内柱上，但是内侧柱的位置是由基础设计方提供的，并不是在平面内均匀分布的（360度/9），所以有时候会遇到楼板梁碰到内侧柱，而且内侧圈梁上还有排水沟的设计，所以碰到这样的节点，我就设计了一个桥接的节点绕过内柱，避免楼板梁直接连接到内柱，所以看起来比较复杂而且比较丑。。。但是没办法啊。。。内圈梁外侧还要设置排水沟所以环形连接板。。。不知是否有影响，而且板的话，不利于在端部竖向剪力的传递

6.风向标的支撑结构也必须是as transparent as possible，所以桁架是不行的，市政厅负责的那个建筑师还嫌我设计的风向标的bearing管太长了。。。他们觉得上面那几根钢管就够了还问我为什么要用悬索。。。顶部ring的半径大概是10米，用了@89的钢管，在自重情况下都会屈曲。。。

7.是M24的

8.外壳加上螺旋板和圈梁组成水平受力系统，道理就像一个一次性水杯的杯口，有了一圈加劲的圈梁，是可以作为水平力的成立系统的，不过这个圈梁是螺旋形的罢了，受力情况是比一般建筑复杂，但是这个结构的geometry本身比较复杂，这个受力系统也是基于这个geometry优化考虑过的

9.在满足受力的情况下，这个结构的卖点是一定要transparent，所以保守性的一般高层建筑的内筒型结构在设计中并没有考虑，而选择只是作为必要的竖向力的传递单元，由于外壳的结构完整性和存在的必要性（必须让它长得像个苹果），作为主体受力结构也是这个项目的一个创新。。。个人认为。。顶部风向标支座也是基于美观学的考虑不选用传统的杭架，而采用类似于自行车轮辐的结构构造，也是跟这个结构的功用--自行车棚的设计概念相辉映的，这也是我们能中标的一个卖点

欢迎大家继续提出新的看法，作为一个设计者在有限的时间内能想到的东西也是有限的，所以肯定有更好更合理更创新的理念，我们可以在这里一起讨论

作者: xuqing 时间: 2010-12-2 21:50

1.或加高内环梁形成内框筒，不会影响它的transparent的
2.“在满足受力的情况下，这个结构的卖点是一定要transparent，所以保守性的一般高层建筑的内筒型结构在设计中并没有考虑，而选择只是作为必要的竖向力的传递单元，由于外壳的结构完整性和存在的必要性（必须让它长得像个苹果）”加内筒不是保守，而是形成一个受力清晰的结构体系，外壳还是照样需要的
3.此结构你说“水平方向里是由外网壳独立承受，外网壳相当于一个穹顶结构，内柱因为没有斜撑，所以对水平方向的结构稳定性贡献几乎为零”你又说”外壳受平面外集中力后，会传到后面的楼板梁上，然后通过楼板的作用（剪力，类似于楼板平面内的斜撑，在fem模型中我用了dummy 的@10的bar element模拟，这些dummy elements没有显示在上面的截图里），再加上内外螺旋形圈梁的作用，形成一个楼板平面内的杭架体系，所以外壳可以受平面外集中力的作用“，究竟是谁在承受水平力？又是怎样传到基础？你说“作为主体受力结构也是这个项目的一个创新。。。个人认为。。”那么这个创新就是外层都是铰接斜杆，受力已不是壳的性质，不能称之为壳了，内柱是摇摆柱，抗侧里体系是空间螺旋的平台板，而这些平台板每段都是铰接（或半刚接）连在一起，自身整体刚度很差的，就算加了刚性铺板，产生蒙皮效应，那也改变不了空间螺旋板在任何平面上是不闭合的，竖向是若干铰接在一起的板片，的不稳定性质
4.你说“。。。内圈梁外侧还要设置排水沟所以环形连接板。。。不知是否有影响，而且板的话，不利于在端部竖向剪力的传递”从这句话看来你对一般性的梁柱连接不很了解，见附图
5.我的结构设计理念与您的差异挺大的，可以说是截然不同，日本，美国，欧洲结构相关规范（如抗震，荷载，混凝土，钢结构等）也看过一些，和国内的规范在理念上，方向上是大体一致的。在国内和国际上通常单层壳是应该为刚接节点的，（平面外不能是几何可变体系，才能是壳的受力性质）也许是荷兰有新的理论可以是铰接节点的单层壳也可以组成平面外的几何不变体系。这我就不清楚了。通常的三铰拱其中的一片拱可能会有壳的受力性质，但最多是三个铰，边上的两个铰还是支座，再多了就是几何可变体系了。

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作者: SHILEDA 时间: 2010-12-3 07:55

看到经典节点的tekla模型与实际做法好像不一样，模型是多板拼的，实际是冷弯？

作者: shihaowen 时间: 2010-12-3 17:48

图片我没删阿，我这里是可以显示的，启明网盘正在升级。。。说3号以后就能正常显示了

内筒加斜撑后一定影响transparency的，设想一下第二张照片里内柱都是斜撑的场面。。。

楼板高是250mm，业主的要求是所有节点必须在250mm以内，我的设计思路是所有的楼板梁都连到内外螺旋梁上，传递竖向剪力和轴力，然后楼板相当于斜撑，内螺旋梁相当于行架上铉，外螺旋梁相当于下铉，然后内螺旋梁连内柱，这是清楚的力系，这也是我fem模型里的假设，所以不能出现楼板梁连柱子的情况，所以楼上说的梁柱连接的问题，其实不是个问题，参见下图

[attach]128760[/attach]

水平力系，我这么说吧，希望你能明白，这个外壳相当于穹顶，楼板和内外圈梁相当于穹顶的加劲rim，然后跟外壳一起形成一个有圈梁加劲的穹顶，水平受力时，力在加载节点，然后通过圈rim传到外壳两侧，这时外壳transverse两侧相当于剪力墙，front & back两侧一侧受拉，一侧受压，类似于剪力墙（transverse side）+核心筒(front & back side)的工作原理，参加下面这个示意图

[attach]128761[/attach]

[attach]128762[/attach]

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并不是单层壳受平面外力，而是单层壳加劲（‘hoop rim’ from 楼板和内外螺旋圈梁）后组成平面外力的受力系统，单层壳是无法受平面外力的，这个不管在什么规范跟理论都不能实现，就跟一次性塑料软杯一样，一戳就凹进去了，但是这个力系相当于一次性杯子的杯口，加劲后，你按杯口的话是不会发生失稳的，不知这样是否表达清楚了，所以单壳铰接节点加劲后是可以承受水平荷载的

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国内规范我在国内的时候和在做朝天轮的时候也看过，基本上跟德国规范Din思路差不多，新的欧洲规范也很大一部分是从Din copy来的，所以跟国内的基本上一个体系，当然我只看过钢结构和荷载部分的，所以还是多听听大家的意见

结构设计理念我觉得全球都一样，都是复杂的问题的简化然后设计，可能大家偏向的领域不一样，站的角度不一样，看其他人的和自己真正做都是会有一些分歧的，而且每个人都是有思路局限性的，但是这样才更应该集思广益，热烈讨论，共同进步吧

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作者: xuqing 时间: 2010-12-3 20:02

1，不等分同样可以加环梁，内环梁由250mm加高到450mm或500mm,对这个苹果真的会影响很大吗？16/5.5=2.9 2.9-0.45=2.45 净空为2.4米不回碰头吧即使欧洲人普遍偏高。
2.也许甲方限定了梁的位置必须在这？不可左或右偏移200mm(现场图片似乎刚好对着柱子）
3.单层壳是可以承受平面外力的，荷兰应该有关于空间网格（网壳）的书，全世界不知道已经建成了多少的单层网壳
4.建议你向管理员申请将本题目转到空间结构栏目，那里更适合关于力与结构体系的讨论。
5.结构设计不是简单的构件拼凑，不是软件计算后对不满足规范的相关数据的多次调整，不是将一个混乱的体系让有限元软件去分析;结构设计同样是创造性的设计，先是赋予结构一个清晰，简洁的受力体系（方案，概念设计）通过合理的构造措施去保证和完善这个力的体系，借助于工具（软件,手册等）去定量化的计算（得到的是个近似值并非精确值），但人为的干预是完全必要且不可缺少的。
6.多读些书，多做些工程

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作者: shihaowen 时间: 2010-12-3 21:11

xuqing,其实我不想把技术讨论贴转为义气之争这样就失去了本贴得意思，我的力学系统我相信我已经在上图贴得很清楚了，竖向的和水平方向的，我没有看出有什么不对的地方，而且业主和设计审核方（ARCADIS）也完全接受，我有我清晰的概念设计，并用有限元软件证实了我的思路，我并不认够同你这句话

‘结构设计不是简单的构件拼凑，不是软件计算后对不满足规范的相关数据的多次调整，不是将一个混乱的体系让有限元软件去分析’

单层壳不加rim的话我实在想不出怎么承受水平外集中力，除非你把一次性杯子做成不锈钢杯。。。那确实可以受力

欧洲的建筑规范规定此类parking facility的净高不得小于2.7m

我同意你最后一句话，确实每时每刻都需要学习充实自己，但是也要重质重量，时常总结跟别人交流，我想学无止境，山外有山吧，所以不能封闭自己自我感觉良好，这也是我法帖的目的，希望得到大家的观点跟指教和讨论

我希望这贴还是个技术贴，不要变成说教贴，尤其是设计，都有独特性和当时的局限性，没有必要牵扯到水平高下之争，咱还是说技术把

作者: xuqing 时间: 2010-12-3 22:29

个人认为一次性杯子材质是纸或塑料.切壁厚很薄的话在力学上应该叫膜，不是壳了，是没有平面外刚度的，的确承受不了平面外集中力，一次性杯子做成不锈钢杯因材质变了，具备了一定的平面外刚度从而有了壳的受力性质，力学上叫薄壳应该恰当些。

作者: shihaowen 时间: 2010-12-4 05:15

同意，薄壳受弯的话一般需要加stiffener

to SHILEDA ，tekla画的多出的几块板应该是他们画图是的参照吧，设计里是没有这个的，就是end plate + 螺栓

作者: xuqing 时间: 2010-12-4 07:33

中国规范也有层高限制，但楼梯局部要求的没那么严（16/5.5=2.9 2.9-0.45=2.45 净空为2.4米不回碰头吧）就是指楼梯局部。还有现在的净高是多少？从图片上看个人估计净高有3米，有效层数是4层
图片红点处为铰接，这样更符合这个苹果的实际,顶部横杆（打X处）受压时退出工作

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作者: xuqing 时间: 2010-12-4 09:15

本帖吸引本人的有两点，
第一这个项目来自异国他乡，与国内会有很大的差异
第二就是创贴人所说的“忘记跟大家介绍一下我们公司，Iv-Consult 荷兰最大的结构和机械设计咨询公司，”荷兰最大的结构和机械设计咨询公司意味着在荷兰是举足轻重的，对于荷兰设计界是有一定代表意义的。
在国内无论是开专家会还是同行们在一起讨论大多是新意不多，因为每个领域领军人不多（院士也比较少)大家大多是师出同门，虽然行业不同，地域不同都有了各自的特点但精髓，思想都基本相同，也有争议基本上就是角色和行业不同引起的，很有代表性的就是审图时安全更安全，尽量包络所有情况，设计时安全保证了就是经济更经济，我本人也存在这个矛盾，审图时和对自己院的图纸侧重点也有不同的时候.
在我的眼里只有这个项目，和创帖人对这个项目的各种解释，
本帖写给国内的同行们

就此收笔

作者: shihaowen 时间: 2010-12-4 20:05

xuqing你的示意图是对的，全部都是铰接，而且完全没有必要用刚接，我相信以你的水平，从上面节点的做法也能看出来我的连接都是铰接，上面几幅图是我设计报告里的传力示意图，也没必要把铰接的地方都标出来，只是示意而已

贴，只能展示项目的一部分，提出感兴趣的问题大家互相交流是发帖的目的，但是只用所看到片面的部分就匆匆下结论这样是否妥当，我也不知道是否属于行业专家应有的风范，因为帖子只能展示一部分，所以大家会有问题，所以我才会有解释，为了帮助大家在有限的信息里更好的理解这个项目，自认为我的解释合情合理符合科学也没有偏激

我认为这个论坛，就是兼容并包的平台，给大家交流的，每个人的知识是有限的所以才需要彼此分享，如果用所谓专家的语气对一知半解的项目下judgement，这样恐怕失去了这个平台应有的开放性，我想对像我们这样的后辈来说，以及行业今后的发展来说，并不是一件益事，这也是我在荷兰数年里收获的最宝贵的东西，专家跟新人在一起交流时，不会也绝不可能对新人的观点有任何的judgement，只会善意的提出应该注意的地方并鼓励他坚持自己的想法并实践下去，我想，这也就是为什么这里人很少但是新创意层出不穷的原因，也是为什么能做到世界顶级工程然后总结经验提高水平的良性循环的原因

我想，如上贴所说国内为何无新意无争议无创新，我更多是想，我们国家后辈的工程师，怎么样才能打破枯槁，让我们结构设计领域涌现多才多艺的人才，而不是千篇一律的被老资格专家打压下的生产线产品，或许因为这些老资格专家也是在老老资格专家打压下变成这样的，这种恶性循环，急需根治

看法就此打住，还是欢迎大家的回帖，仅限于技术而已

作者: okok 时间: 2010-12-4 21:27

个人一点拙见：
1，整体结构应该是成立的。
2，3楼的文字描述可能有问题，外壳模型也应不可单独摘出图片。
3，22楼图片中打x的横杆，应该是钢管截面的压力环，似不必考虑受压时退出。另，该空间结构似不能简化成一榀平面结构来判定整体稳定。螺旋楼板的立面投影是折线，不是平行线，它使得结构可以简单稳定。

作者: shihaowen 时间: 2010-12-5 05:27

楼上正解，外壳单独的图片确实有些容易让人误解

作者: xuqing 时间: 2010-12-5 10:49

1）25楼，“22楼图片中打x的横杆，应该是钢管截面的压力环，似不必考虑受压时退出”说的对，我在第一次回复时没有点成铰接，也没有受压时退出这句话，你的看法完全正确，(见13楼第8条）但这个图片很容易被人误解立面是门式刚加了。我说的是风向标支座
2.）整体结构是成立的，（农村的生土房屋也可以立个几十年吗，）虽说计算模型是铰接但实际都是半刚接（摩擦铰）具备一些承载力（弯矩），一个四角锥是几何可变体系多个组合就成网架了（高次超静定几何不变体系），我在13楼阐述了我的看法，立柱支座承担剪力，而不是外壳。
3）楼主你说“我认为这个论坛，就是兼容并包的平台，给大家交流的“应该明白大家的意见不是施工图审查，在国内施工图审查从建设部到各省都有详细的规定，对于超限高层（包括大跨空间）建设部2002年有111号令，2006年从新印发了《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》。基本上没有谁会看到一知半解就下结论的。本想请你发个计算模型的ANSYS命令流文件，但考虑到论坛的公开性，你们对版权的保护就没有提出要求；2楼问 “ 外侧网壳跟内测柱通过连廊形成受力体系还是外侧网壳只是自称重结构”你回答”竖向力是有外网壳（大约60%）和内柱（大约40%）承担，水平方向里是由外网壳独立承受，外网壳相当于一个穹顶结构，内柱因为没有斜撑，所以对水平方向的结构稳定性贡献几乎为零“我觉得不妥，对节点连接我提出了一些个人意见，楼主先是以14楼第五条的大量文字叙述后来又以17楼第一张图片做完全否定，又在17楼贴了水杯的图片，我觉得啊这时又把板，壳，膜，梁等的基本概念弄混了，
4）个人感觉创新的先决条件是1.清晰的概念2.成熟的技术3.完备的构造措施4.施工的可行性与质量的保证，重要的是力学模型的相对真实体现。设计和科研不同，是应用学科，直接关系到建筑安全，生命安全，社会安全。每前进一步都要慎之又慎。国内是鼓励创新的，鸟巢，水立方，CCTV，国家剧院，都建了，并没有都否掉，国内建的第一栋超高楼（上海金茂）是美国SOM设计的结构，当时两院院士李国豪李老在完全的审核后明确提出只要高宽比控制在7：1以内就可以建造金茂大厦（后突破至7.6:1），没有李老的签字就没有今天的金茂，金茂的受力体系是非常清晰简洁的，（国内，国外在建的，建成的无论是超高建筑，还是大跨空间结构无论采用何种受力体系受力都是非常清晰简洁的，曾经有一位教授建议鸟巢（2008奥运会国家主体育场）让看台框架承受外刚架的重量，用ANSYS作了分析，写了报告，可以减少用钢量，但由于连在一起结构体系过于复杂没有可靠措施保证安全没有被采用）个人认为结构的创新是很少也很难的，大部分所谓的创新无非是一些拼凑，还有一部分是实际问题的合理解决。我们的经典力学据今天至少是百年历史，结构体系年轻的也有十年，几十年的历史。本人是轻易不敢谈创新的。因为我无非是看了些书，画了些图，看了些图的画图匠而已，对领导，同事，亲戚朋友也是这样说。
6）谨此写给国内同行，个人的一点看法而已

作者: shihaowen 时间: 2010-12-5 19:38

我看没有必要再讨论下去了，再说下去的话就伤和气了，我相信楼上上能一眼看出这个结构的principle，类比国内其他同行也不是这么就被代表了

作者: womafia 时间: 2010-12-5 22:50

我想我还是比较认真的看完你们的讨论。因为工程做的不多，书看的还不多。我说一下我的想法。
1.结构完全是成立的，这楼主的简化模型已经给出，还是比较好判断的。产生争议的地方是把铰结的单层网壳拿出来让人产生误解，铰结单层网壳在全世界应该都是做不成的吧（至少没有听过，看过）。而刚结单层网壳跨度已经做到非常大了，日本的那个什么穹顶是全世界最大的。
2.对于柱子受水平力问题。看那个简化是有受的吧，节点通过楼板梁传到内侧圈梁与柱子，然后通过柱子传到基础，水平力不会突然没了。当然有部分可能直接从外侧的网壳走了。水平力风荷载是一侧压，一侧吸吧。
3.看了那个施工视频，发生人家施工还真的把整体结构预搭起来，国内是做不到这种水准，不论工期与经济上。
4.对于这样的一个结构，我单纯的把它认为建筑小品吧，我觉得很有意思，按国内现在流行的讲法就是很给力。如何使结构通透，轻盈，一直是这个项目追求目标。
5.有意回国内，可能国内的环境会让你很不习惯哦。
6.有幸能看到楼主能用清晰的受力图或者例子表达结构的受力，这是我需要好好努力的。

作者: shihaowen 时间: 2010-12-6 20:03

回复womafia

1. 谢谢你的建议，我表达确实有让人误解的地方，有待改进：）

2. 没有传到柱子上，风荷载是两侧剪力，迎风面拉力，背风面压力

3. 这个项目总预算是200w欧元，对于一个自行车棚。。。确实很奢侈，这个施工公司基本上也是不赚钱的，他们做这个项目其实就是为了做个广告，证明他们的工艺能力

4. 给力这个词我很喜欢：）我想其实还可以做的更给力，比如采用球铰，优化一下楼板

5. 参见了以前许多同学的工作情况，还需从长计议

6. 谢谢赞赏，可能是这边的一些习惯把，就是比如东西做了80分，就要用100分来表达，因为你要卖掉它：）

作者: ty.rain 时间: 2010-12-24 13:18 标题: 楼主你做过北京的朝天轮啊。我也做了。

楼主你做过北京的朝天轮啊。我也做了。有机会讨论讨论。最后是同济院做的。

作者: capling 时间: 2010-12-26 16:57

哈哈看到你们的讨论，真的是真刀真枪的实家伙，没有水分的！
谢谢，不过看到了苹果就想到了 iPhone，哈哈

作者: shihaowen 时间: 2010-12-28 14:35

ty.rain wrote:
楼主你做过北京的朝天轮啊。我也做了。有机会讨论讨论。最后是同济院做的。

北京大飞轮公司是德资的应该，前一段时间看到他们正在出售这个项目，经济危机阿。。。要不然我们就能接着做完它了

作者: guru2004 时间: 2010-12-28 17:06

完美的建筑构思、结构形式、节点构造、设计时间、体验过程

作者: dj-9 时间: 2010-12-31 14:10

建筑创意应该是来自古根海姆吧

作者: lak_1125 时间: 2011-1-5 12:20

非常有幸能看到lz这个项目的介绍。结合介绍和图纸，结构体系应该是非常清晰的，传力也应该是描述的很清楚了。只是看到那位审查人员结论和评价，感觉很诧异。

只能说这么多了，希望这个是技术贴。但肯定有不少人从中能看出国内的问题。

作者: shihaowen 时间: 2011-1-7 02:13

lak_1125 wrote:
非常有幸能看到lz这个项目的介绍。结合介绍和图纸，结构体系应该是非常清晰的，传力也应该是描述的很清楚了。只是看到那位审查人员结论和评价，感觉很诧异。

只能说这么多了，希望这个是技术贴。但肯定有不少人从中能看出国 ...

多谢楼上，应该多交流~

作者: zhaoyu 时间: 2011-2-8 21:11

春节长假最后一天突然看到这个帖子，感觉很有意思。作为局外人缉拿单想了一下，以下把我的不成熟想法说说。
此结构体系和概念设计清晰合理，富有创新性。属于空间结构，拿剖面来分析此结构的概念设计会有一定误导性。
其实这个结构模型改一个方法来看可能更好理解：
第一步，将螺旋平台部分考虑成一个扁构件的弹簧：这个弹簧单拿出来考虑，其具有一定的抵抗水平和侧向荷载能力但较弱。就是说受压时弹簧构件会靠近，偏心受压时一边的构件间距加大（这里我不说变形，因为感觉有些不太贴切），一边间距缩小。在承受水平力时，这个弹簧有可能如偏压一般，一边的构件间距加大，一边间距缩小；同时还有可能使此弹簧受到扭转。如此看来怎样解决弹簧构件在受力时的间距增大或缩小，另外就是不让弹簧整体扭转，这就是一个结构问题。
第二步，外围网壳能起到什么作用？ 1，阻止弹簧扁构件外侧间距变化；2，阻止弹簧整体结构扭转。
第三步，内侧摇摆柱的作用？阻止弹簧扁构件内侧间距变化。
OK. 现在这个苹果已经脱离机构的范畴可以叫做结构了。
在德国学习时，老师总是让我在进行任何设计前，哪怕搞个最简单的物理模型来检验一下思路，物理模型最可靠。可能楼主在荷兰也做过这个物理模型吧？

还是再说一句，我作为一个局外人简单用10分钟看看这个东西肯定不如楼主作为结构工程师进行大量的实际工作来的严谨，也不会有本贴中长期跟帖的TX思考深入。我的思路和阐述可能会有问题，还希望楼主指正。另外，在国内打死我也不搞这种结构创新的，会死的很难看！

作者: shihaowen 时间: 2011-2-12 02:26

zhaoyu wrote:
春节长假最后一天突然看到这个帖子，感觉很有意思。作为局外人缉拿单想了一下，以下把我的不成熟想法说说。
此结构体系和概念设计清晰合理，富有创新性。属于空间结构，拿剖面来分析此结构的概念设计会有一定误导性。
其实 ...

楼上的概念提取也很有意思，这么解释也很合理，只有一点，外围网架也是作为竖向力的主要传力体系

大家讨论了很多水平稳定性的问题，其实由于这个结构是开放结构而且高度较低，所以水平设计荷载只有大概500kN多，因此在设计里不属于关键荷载，决定性荷载是竖向荷载和温度荷载

螺旋楼板在竖向上确实是像弹簧一样，然后外围网架和内侧柱作为弹簧的支架，这样做会产生一个问题就是温差荷载，由于外侧网架和螺旋梁较长所以膨胀或者紧缩变形在端部积累的比较大，而内侧柱由于空间尺寸较短所以膨胀变形也小，因此在支座和顶部圈梁上会产生较大的温度内力

不知大家对此有何高见

作者: 大朴胜华 时间: 2011-3-10 15:36

羡慕死我了，但是现在我还要考虑吃饭问题，悲剧

作者: zzfcsq 时间: 2011-4-5 19:40

果然不错啊，谢谢了。哈哈

作者: deqingchen 时间: 2011-5-8 14:59

春节长假最后一天突然看到这个帖子，感觉很有意思。作为局外人缉拿单想了一下，以下把我的不成熟想法说说。
此结构体系和概念设计清晰合理，富有创新性。属于空间结构，拿剖面来分析此结构的概念设计会有一定误导性。
其实这个结构模型改一个方法来看可能更好理解：
第一步，将螺旋平台部分考虑成一个扁构件的弹簧：这个弹簧单拿出来考虑，其具有一定的抵抗水平和侧向荷载能力但较弱。就是说受压时弹簧构件会靠近，偏心受压时一边的构件间距加大（这里我不说变形，因为感觉有些不太贴切），一边间距缩小。在承受水平力时，这个弹簧有可能如偏压一般，一边的构件间距加大，一边间距缩小；同时还有可能使此弹簧受到扭转。如此看来怎样解决弹簧构件在受力时的间距增大或缩小，另外就是不让弹簧整体扭转，这就是一个结构问题。
第二步，外围网壳能起到什么作用？ 1，阻止弹簧扁构件外侧间距变化；2，阻止弹簧整体结构扭转。
第三步，内侧摇摆柱的作用？阻止弹簧扁构件内侧间距变化。
OK. 现在这个苹果已经脱离机构的范畴可以叫做结构了。
在德国学习时，老师总是让我在进行任何设计前，哪怕搞个最简单的物理模型来检验一下思路，物理模型最可靠。可能楼主在荷兰也做过这个物理模型吧？

还是再说一句，我作为一个局外人简单用10分钟看看这个东西肯定不如楼主作为结构工程师进行大量的实际工作来的严谨，也不会有本贴中长期跟帖的TX思考深入。我的思路和阐述可能会有问题，还希望楼主指正。另外，在国内打死我也不搞这种结构创新的，会死的很难看！

这个回复对我启发很大，谢谢

作者: dxf88662244 时间: 2011-6-7 21:47 标题: 好

看了评论楼主的设计真的不错想象力也非常丰富结构简单合理经济尤其是这个结构概念很清晰这个建筑师应该也是非常不错的可以用这样的方式去解决自行车难停的现实问题..

作者: struct771 时间: 2011-6-8 21:56

来晚了，很多图看不到了，可惜。

作者: cool_wind 时间: 2011-10-31 15:27

shihaowen wrote:
忘记跟大家介绍一下我们公司，Iv-Consult 荷兰最大的结构和机械设计咨询公司，伦敦眼（摩天轮）的钢结构部分是我们公司设计的，还有北京朝天轮的初步设计（可惜资方没钱项目搁浅了），本人负责抗风抗震阻尼器的设计，目前我们在做巴拿 ...

这个公司不错，我是说技术实力。08年还是09年初（年纪不大，记性越来越差）我去过IV的办公室，那里的办公环境我觉得也不错。曾经为北京那个摩天轮项目，与IV的设计团队进行了N年的交流。那些工程师不仅精通结构和机械设计，对施工也有独到的见解。

作者: cool_wind 时间: 2011-10-31 15:28

ty.rain wrote:
楼主你做过北京的朝天轮啊。我也做了。有机会讨论讨论。最后是同济院做的。

这个我就不作任何评价了，包括技术的。

作者: 宾尼 时间: 2011-11-9 22:24

热烈讨论，共同进步。

作者: wjgtl 时间: 2011-11-12 12:49

这个结构创意之新颖，造型之美观确实让人羡慕。本人对此楼如何承受水平力非常感兴趣，虽然承受的水平力很小。这个结构单纯拿出外部钢结构外罩而言确实是不稳定体系，无法承受水平力。我想任何结构只拿出竖向分体系分析也都是无法承受水平力的，没有水平分体系将水平力进行传递任何竖向分体系也都是不稳定的。然而这个结构有水平分体系，每层都有楼板将竖向分体系的钢外罩和里面的几个摇摆柱牢固的连在一起。形成了一个很好的抗侧力体系。那么他是如何抵抗水平力的呢，这个结构水平投影是个圆形，我们可以将圆形外罩近视看成一个方形外罩会更好的理解这个空间结构，虽然有偏差，但对于定性分析这个结构承担水平力会更加形象。当结构受到任意方向的水平力作用时，水平分体系总能将将水平力传递给平行于水平力方向的斜撑，垂直与水平力方向的斜撑不承受水平力。斜撑的轴力承担水平剪力，成对的轴力承担倾覆力矩及扭矩。楼主的分析认为水平力是由最外端的杆件承受的，本人不敢苟同，这个最外端杆件的轴力怎么传递的呢，由谁来平衡呢？我想框筒结构由最外端的框架柱承担主要的倾覆力矩，也是由刚度很大水平梁来传递的，而且还要考虑剪力滞后现象，而你这个结构楼板是无法完成这一重任的。限于本人之水平，以上分析仅供参考，不当之处多加指正。提高国内的概念设计水平是我辈之共同目的。

作者: coolknight 时间: 2011-11-14 13:04

shihaowen wrote:

楼上的概念提取也很有意思，这么解释也很合理，只有一点，外围网架也是作为竖向力的主要传力体系

大家讨论了很多水平稳定性的问题，其实由于这个结构是开放结构而且高度较低，所以水平设计荷载只有大概500kN多，因此在设计里 ...

本工程外围类似于交叉网格结构，这种体系在伦敦小黄瓜、广州西塔中已得到很好的应用。交叉网格的抗侧刚度与传统的框架支撑相当，甚至更好，所以担心水平刚度或者水平力传递应该是多余的，内柱可以完全是摇摆柱，仅承担竖向荷载作用。
外围体系中节点铰接或者刚接对结构的抗侧刚度不会有太大的影响，类似于桁架中斜腹杆与弦杆铰接或刚接对桁架刚度影响很小，节点的刚接构造仅会带来杆件的次弯矩。
但是没有平台梁连接的网壳节点平面外应该是半刚接或者刚接的，否则体系是不稳定的。

本工程是个开放结构，所有构件的升降温是同步的，但由于体型特殊，内外柱的长度不一样，温度变形的差异导致了温度应力的产生。

竖向荷载与温度应力应该是本工程的控制荷载。

谢谢楼主提供了这么好的工程供大家讨论学习，共同提高。

作者: yanghuaituo 时间: 2012-1-5 16:25

单层的铰接螺栓球网壳，中国有很多工程实例，好像最大的跨度达到了30m

作者: tangwangyao 时间: 2012-2-5 09:46

为什么图片都被删了呢

作者: househouse 时间: 2012-2-21 19:02

做这个设计用上4，5个月的时间，在国内好象是不可能的。

欢迎光临中华钢结构论坛 China Structure Forum (http://okok.org/)