1 工程概况
厦门国际会展中心三期工程地处厦门国际会展中心用地内，东邻四号路，北面为会展一期和二期，西面紧靠前埔中路，南邻会展南路。建设用地面积105 687m² ，总建筑面积168 000m² ，其中，地上建筑面积78 000m² ，地下建筑面积90 000m²。整个会展中心鸟瞰见图1，图中右侧部分为三期工程。工程主体平面尺寸为143. 2m × 406. 45m，设2 条变形缝，分为A，B，C 共3 个区，前广场为纯地下室，平面分区如图2 所示。

工程主要功能为大空间展厅，主体展厅两侧设辅助用房，C 区展厅上设办公用房。地下1 层为小型汽车库、库房、餐饮及设备用房，建筑高度23. 95m。主要建筑分区如下： A 区平面尺寸约143. 2m × 155m，含99m 跨展厅； B 区平面尺寸约93. 5m × 72m，含72m 跨展厅； C 区平面尺寸84. 5m× 178. 5m，含63m × 81m 展厅2 个，各区剖面图如图3 所示。

2 大跨度屋盖设计 

由于B 区屋盖体系和A 区相同，仅跨度为72m，略小于A 区的99m 跨度，因此仅以A 区为例详述屋盖设计内容。结构控制作用主要为结构自重、风荷载以及温度作用。
2. 1 屋盖体系
A 区屋盖采用跨度99m 张弦桁架，由于本工程所在地风吸力较大，设计中采用混凝土屋盖作为基层，上覆金属屋面，混凝土屋面作为配重，控制张弦桁架下拉索不会出现松弛。屋盖布置及张弦桁架剖面如图4 所示。为保证屋盖整体稳定，沿纵向设置4 道支撑，纵向支撑截面采用倒三角桁架，与张弦桁架等高度； 屋盖周边上弦面内布置交叉拉杆，另外沿纵向在三等分处增设两道交叉拉杆，确保屋盖的整体稳定性。
为释放张拉过程中的支座摩擦力以及使用过程中的温度应力，张弦桁架与柱连接一端采用铰支座，布置在侧向刚度较大的一侧，另一端采用单向滑移支座。
2. 2 风洞试验结果^[1]
设计中风荷载重现期按照50 年考虑，基本风压w0 = 0. 80kN /m² ，地面粗糙度A 类。针对A，B 区女儿墙、屋面进行了风洞试验。屋面风荷载计算分区、典型风向角作用下风压分布如图5 所示。由于女儿墙作用，M1 区最大风压系数可达－ 1. 47，N1 区最大风压系数可达－ 1. 17。以上两区最大风振系数可达1. 92，屋面最大风吸力超过2kN /m2。由于女儿墙作用，M1，M3，M10，M12 及N1，N3，N10，N12 区域部分屋面局部风压系数可达－ 2. 36。

设计中根据分区优化檩条间距，普通檩条间距采用1. 2m，但是M11，M12 区檩条间距需要加密到0. 9m，M1 区檩条间距需要加密到0. 6m。
2. 3 温度作用
假定结构合拢温度为20℃，设计采用的温度作用计算参数如下：
( 1) 屋盖钢结构计算时取结构正温差25 ℃，负温差15 ℃。
( 2) 对于屋盖混凝土结构计算，考虑到徐变对应力松弛影响、开裂对刚度影响，温度折减系数取值如下： 升温应力松弛系数0. 35，开裂刚度影响系数1. 0，等效升温8. 75℃； 降温应力松弛系数0. 35，开裂刚度影响系数1. 0，等效降温5. 25℃； 考虑到暴雨影响以及短时温差，计算正负温差均取10 ℃，由于板厚度较小，忽略梯度温差。
( 3) 室内钢结构计算时取结构正温差15 ℃，负温差10 ℃。
2. 4 屋盖分析结果
( 1) 计算模型
整体结构、切榀结构及独立张弦桁架计算采用SAP2000，各种不同结构模型见图6。节点分析采用ANSYS。

( 2) 张弦桁架主要计算结果
张弦桁架在不利的恒、活荷载作用下，竖向挠度为144mm，约为跨度的1 /688； 在最不利风荷载作用下，向上反拱256mm，约为跨度的1 /387。张弦桁架最大支座滑移量为119mm。索最大拉力为4 603. 6kN，约为破断力12 791 kN 的36% ，满足规范要求^[2]。控制张弦桁架的桁架及撑杆部分钢结构应力比均小于0. 85。
根据计算，选择单向滑动支座参数如下： 竖向抗压承载力为2 500kN，水平抗剪承载力为250kN，转角要求0. 02rad，单向滑移± 150mm，支座采用PTFE滑板，摩擦系数小于1%。
( 3) 支座节点分析
拉索端部支座节点的构造与受力均非常复杂，为保证张弦桁架端部节点的强度、刚度，进行了端部节点有限元分析，选用三维实体单元Solid45，对几何模型进行网格划分，分析结果见图7。节点大部分区域的等效应力不超过130MPa，节点的承载力能满足要求。

( 4) 混凝土屋盖分析
将张弦桁架与混凝土屋盖整体建模，考虑张弦桁架横向滑移，分析屋盖在温度作用下的应力和变形，计算结果见图8，9。由图可见，拱形屋盖在温度作用下的应力分布明显不同于普通楼盖； 混凝土屋盖在温差作用下，拉应力基本可以控制在抗拉强度标准值以下，对于应力较大部位，施工图设计时适当增加了配筋。另外，实际施工时沿横向设置了间距小于40m 的混凝土屋盖分仓缝，以减小收缩、徐变及温度应力。

2. 5 屋盖施工控制
为确保张拉过程中张弦桁架的稳定，避免相连构件重量对各榀张弦桁架控制张拉力的影响，施工时两榀为一个单元，同一单元的两榀同时张拉，最后一榀在支撑胎架上设置侧向限位单榀张拉并单独给出控制张拉力。安装时，端部纵向次桁架、檩条、系杆与山墙的连接方式为： 释放张弦梁跨度方向和竖向的位移，仅约束纵向水平位移。待屋面构件安装并混凝土浇筑完成后，再将端部纵向次桁架、檩条、系杆与山墙固定连接。 

3 大跨度楼盖设计 

3. 1 楼盖体系
C 区建筑地上共2 层，其中1 层为大跨度展厅，2 层建筑功能为办公。原设计拟采用跨度63m 的楼盖，分析后发现存在两个问题： 一是楼盖用钢量很大； 二是楼盖竖向振动加速度较大。在不影响使用功能的条件下，楼盖结构纵向跨度设为27m，横向跨度为18m + 27m + 18m，双向布置4m 高主桁架，纵向布置27m 跨度等高次桁架，横向间距3m 布置9m跨钢梁。中间柱采用钢管混凝土柱，与桁架刚性连接，为释放温度应力，主桁架端部与辅助用房钢筋混凝土柱滑动连接。楼盖平面及剖面布置见图10。
3. 2 楼盖竖向振动计算与TMD 减振设计为确保2 层办公舒适度，对27m 跨区域在步行激励下的响应采用ETABS 进行数值分析，计算时采用的步行荷载工况为国际桥梁及结构工程协会( IABSE) 所给定的连续步行激励荷载模式，并且假设单人质量65kg，行进频率假定为2. 15Hz，则相应的步行荷载如图11所示。
楼盖在上述步行激励作用下竖向振动响应见图12，可见，不能满足楼盖竖向振动较高标准舒适度要求。因此设计时在27m 跨间纵向次桁架跨中下弦处安装调谐质量减振器( TMD) ，TMD 每个0. 625t，每跨安装4 个，共计24 个，总质量15t^[3]。增设TMD 前后楼盖振动最大点的振动加速度计算值比较见图12，可见，安装TMD 后楼盖振动加速度减小接近50% ，可以满足办公建筑楼盖舒适度不大于0. 05m / s2 的要求。

致谢： 工程风洞试验由北京大学完成，楼盖振动测试及减振工程由隔而固( 青岛) 振动控制有限公司实施，在此表示感谢。
参考文献
［1 ］ 厦门会展中心三期工程风荷载风洞试验报告［R］．北京： 北京大学，2010．
［2 ］ JGJ 257-2012 索结构技术规程［S］． 北京： 中国建筑工业出版社，2012．
［3 ］ 厦门国际会展中心大跨度楼板振动测试报告及减振方案［R］． 青岛： 隔而固( 青岛) 振动控制有限公司，2011．4