【土木極客】一個(gè)深耕于工程科技傳媒的公眾號(hào)

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以下是正文，敬請(qǐng)關(guān)注

炎炎夏日，

火紅太陽，

冰涼成為了唯一的生活需求，

她的出現(xiàn)，

或許會(huì)為你解除一身的熱浪。

她，線條優(yōu)美，動(dòng)感十足，卻不失雄渾和力量！

她，傳聞是一只俏麗的紅色冰舞鞋……

她，是哈爾濱萬達(dá)茂室內(nèi)滑雪場，建成后將成為全球最大的室內(nèi)頂級(jí)滑雪場！

　　到底這冰舞鞋里又有怎樣一番天地？小編整合多方資料為極客粉絲們一探其中奧妙：

　　1、全球最大室內(nèi)滑雪場

　　總建筑面積約8萬平米，其中雪面面積約6.4萬平米，相當(dāng)于10個(gè)足球場大小，可同時(shí)容納3000名游客，完勝迪拜滑雪場成為全球最大。

　　2、亞洲最高單層建筑

　　高度119.66米，超過“神舟十號(hào)”飛船和火箭垂直總裝廠房的93.5米，相當(dāng)于40層大樓的高度，戴上了亞洲最高的單層建筑的桂冠。

　　3、超長超大跨度建筑

　　作為全球最大室內(nèi)滑雪場，最大鞋長為487米（迪拜為400米），最大鞋寬為150米（迪拜為60米），屬于超長超大跨度結(jié)構(gòu)。

　　1

　　結(jié)構(gòu)奧妙之一：

　　為避免結(jié)構(gòu)超長，將鞋體分為三段分別設(shè)計(jì)及制作，并與其周圍的商業(yè)裙房脫開，簡化結(jié)構(gòu)受力的復(fù)雜性。也應(yīng)了最近流行的網(wǎng)路佳句“復(fù)雜的事情簡單做，你就是專家”。

　　其中東區(qū)是三區(qū)中最為復(fù)雜和獨(dú)特的部分，他是冰舞鞋雋秀的鞋跟！東區(qū)滑道層樓面結(jié)構(gòu)僅由２根Ｖ型巨柱支撐，側(cè)面大桁架及屋面結(jié)構(gòu)均支撐在滑道層樓面上。巨型柱跟部中心尺寸 13.5米，樓面桁架結(jié)構(gòu)中心線間距為10米，屋面桁架結(jié)構(gòu)中心線間距為8米。

　　西區(qū)和中區(qū)為橫向桁架，縱向框架的結(jié)構(gòu)體系，上部鋼結(jié)構(gòu)可以看成無柱間支撐的門式剛架結(jié)構(gòu)體系，下部混凝土為框架結(jié)構(gòu)。

　　4、獨(dú)特的流線造型

　　順應(yīng)滑雪功能的需要，她擁有異形流線的曲線造型。并運(yùn)用超細(xì)鞋跟設(shè)計(jì)，形成一只有高度有風(fēng)度極具魅力的冰舞鞋。但同時(shí)給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來極大的難點(diǎn)，質(zhì)量中心和剛度中心距離較大，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，受扭嚴(yán)重，成為扭轉(zhuǎn)不規(guī)則體系。

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　　結(jié)構(gòu)奧妙之二：

　　通過調(diào)整巨柱位置,減小巨柱間距，來減小質(zhì)量中心與剛度中心之間的距離，使偏心率由0.25減小為0.14，滿足0.15的規(guī)范要求。這與高跟鞋品牌 Jimmy Choo 有異曲同工之處，都是“穿著不會(huì)痛的高跟鞋”。

　　5、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

　　“冰舞鞋”的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)存在一系列非常規(guī)問題，結(jié)構(gòu)不規(guī)則引起的各區(qū)域各部位反力不均，巨型框架柱（鞋跟處）支座反力集中，超大跨度基礎(chǔ)抗水平力問題等。

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　　結(jié)構(gòu)奧妙之三：

　　因地制宜，因地布樁。結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)，對(duì)各種樁型的特點(diǎn)進(jìn)行研究，最后不同區(qū)域分別采用400直徑管樁（PHC），600 直徑的超流態(tài)灌注樁，1000直徑后壓漿灌注樁，既滿足結(jié)構(gòu)安全又節(jié)約工程造價(jià)。

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　　結(jié)構(gòu)奧妙之四：

　　利用變剛度調(diào)平理論，使布樁中心和荷載中心盡量重合，盡量減小基礎(chǔ)偏心。筏板基礎(chǔ)代替獨(dú)立柱基礎(chǔ)，減小應(yīng)力集中。

　　5

　　結(jié)構(gòu)奧妙之五：

　　結(jié)合不同部位的不同特點(diǎn)，分別運(yùn)用抗水平力樁及水平拉梁抵抗和平衡水平力。

　　6、異形超常規(guī)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

　　大跨度鋼結(jié)構(gòu)一般用于屋面設(shè)計(jì)，用于樓面的并不常見，而冰舞鞋的雪面荷載為常規(guī)樓面荷載的4倍，屬于重載大跨度結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸及節(jié)點(diǎn)尺寸超大，而且種類繁多，關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)多達(dá)二十余種，空間關(guān)系復(fù)雜，節(jié)點(diǎn)受力大，且無規(guī)范可依。

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　　結(jié)構(gòu)奧妙之六：

　　樓面桁架節(jié)點(diǎn)采用栓焊組合連接。既確保了低溫下鋼結(jié)構(gòu)連接的安全,又降低構(gòu)件空間布局難度，增大操作空間，減輕節(jié)點(diǎn)重量，降低成本，且有利于保證施工進(jìn)度和質(zhì)量。

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　　結(jié)構(gòu)奧妙之七：

　　根據(jù)節(jié)點(diǎn)的連接形式，對(duì)桿件截面進(jìn)行優(yōu)化。部分樓面層的H型鋼優(yōu)化為箱型截面，簡化節(jié)點(diǎn)構(gòu)造，便于施工，節(jié)約用鋼量。

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　　結(jié)構(gòu)奧妙之八：

　　通過 Midas Gen 和 ABAQUS 程序?qū)﹃P(guān)鍵復(fù)雜節(jié)點(diǎn)進(jìn)行有限元分析，仿真模擬節(jié)點(diǎn)的受力和約束邊界條件，得出節(jié)點(diǎn)區(qū)域各節(jié)點(diǎn)板塊真實(shí)的應(yīng)力狀態(tài)，對(duì)節(jié)點(diǎn)優(yōu)化或補(bǔ)強(qiáng)提供合理的建議，既保證了復(fù)雜節(jié)點(diǎn)的安全，又避免無依據(jù)的加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)，減輕了節(jié)點(diǎn)重量，節(jié)約成本。

　　7、復(fù)雜的室內(nèi)功能及空間關(guān)系

　　“冰舞鞋”不僅僅有她華麗的外表，內(nèi)部更是一番新天地！多條不同坡度等級(jí)、直彎道變化的雪道，最長雪道近 500 米；山頂設(shè)有餐廳、山坡設(shè)有咖啡廳，山下萬米嬉雪樂園和童話城堡，與商業(yè)街開窗互動(dòng)，再加之雪場內(nèi)部索道、魔毯等運(yùn)輸設(shè)備與冷風(fēng)機(jī)吹雪機(jī)等造雪設(shè)備，玲瓏滿目。復(fù)雜的標(biāo)高關(guān)系，特殊的荷載要求，結(jié)構(gòu)專業(yè)又是怎么樣應(yīng)對(duì)的呢。

　　8、低溫鋼結(jié)構(gòu)性能研究

　　“ 冰舞鞋 ”生于美麗的冰城哈爾濱，哈爾濱冬季嚴(yán)寒，氣溫可下降到 -40℃，雪場的特殊功能使保溫體系至于鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)，加之高強(qiáng)度鋼材和厚鋼板使鋼結(jié)構(gòu)脆性斷裂問題尤其突出。研究低溫下鋼材性能及低溫對(duì)鋼材的影響勢在必行。

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　　結(jié)構(gòu)奧妙之九：

　　依據(jù)歐洲規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)鋼板厚度及環(huán)境溫度對(duì)鋼材強(qiáng)度進(jìn)行不同程度的折減，并經(jīng)過 Midas 程序計(jì)算，巨柱及樓面主桁架需要進(jìn)行外保溫處理，也就是說嬌貴的“冰舞鞋跟”不可直接裸露在寒風(fēng)中。

　　9、采用直立鎖邊金屬屋面

　　此形式屋面的大面積應(yīng)用在使用高度上刷新了全國紀(jì)錄，由于沒有成熟規(guī)范及案例做參考，抗風(fēng)掀取值需要通過風(fēng)洞試驗(yàn)來確認(rèn)設(shè)計(jì)取值，數(shù)值之大難度之高甚至一時(shí)難倒了權(quán)威實(shí)驗(yàn)室。

　　10、電梯斜著上下運(yùn)行

　　雖然坐電梯上上下下對(duì)人們來說早已司空見慣，但電梯斜著上下跑你見過嗎？冰舞鞋的鞋跟里面隱藏著三部斜著上下運(yùn)行的電梯！每一臺(tái)可都是價(jià)格不菲，都是價(jià)值高達(dá)500多萬的德國原裝進(jìn)口貨，全國獨(dú)一份啊！尤為嬌貴的是竟然還特意為了她們做了保溫采暖，可見設(shè)計(jì)者的用心可是多縝密啊！

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