南昌绿地国际博览中心 (简称国博) 一期为特大型展览建筑，位于南昌市九龙大道以西、龙岗大道以东、隐龙路以北、腾龙大街以南，属于南昌新区的中心地带。项目总建筑面积252 326.63m²，其中地上218 007.50m²，地下34 319.13m²。

　　 该项目建筑平面呈圆弧布置 (图1、图2) ，宽度为151.5m，总长750m，共两层，1层层高为15.5m, 2层层高为10m，在7.750m及12.150m标高前后核心筒处，局部设夹层作附属用房和设备用房。

　　 本项目结构平面超长，因此在±0.000m标高以上设置了6道防震缝，将上部结构分成7个独立的结构单元 (图3) ，每个单元中心长度约为110m。

　　 国博屋面采用跨度为31.5, 81m的钢桁架结构。屋面桁架前端支承在V形柱上，中间和后端支承在钢筋混凝土主体上。2层展厅区域楼面采用钢管柱+钢桁架结构，钢桁架跨度详见图4, 2层桁架两端支承在前后厅混凝土构件上 (图4) 。

　　 前、后厅钢筋混凝土框架-核心筒是2层及屋面钢结构桁架的主要竖向支承结构，通过设置一定比例的剪力墙，为上部钢结构提供足够强的抗侧力支座，提高了结构整体抗震性能。

　　 单个展厅的典型结构单元模型由四个子结构组成 (图5) 。

　　 (1) 2层展厅处的钢框架 (桁架) 组合楼面系统

　　 2 层横向主桁架跨度27m，纵向次桁架跨度18m，桁架中心高度3.1m，桁架上下弦均为HW500×500型钢。桁架两侧分别与前、后厅核心筒剪力墙相连 (图6) ，桁架上铺200mm厚钢筋混凝土组合楼板。

　　 (2) 屋面钢桁架系统

　　 屋面钢桁架两端分别悬挑约21, 28m，总长度为151.5m，最大高度10m。在桁架上弦位置根据节点位置布置屋面檩条，檩条间距为9m。在桁架支座及主跨中位置设置了垂直支撑，将桁架上下弦连接在一起，加强了桁架空间整体刚度，确保水平力能有效传递给支座。在屋面主桁架的上方设置波浪形曲线屋面构架 (图7) ，它由独立框架单元并排栓接而成。这些单元的高度和宽度随着屋面的半径变化。每个单元沿屋面半径方向含有两个曲线形抗弯框架。

　　 前后厅核心筒结构在24.95m标高处设计了铰支座，用于支承钢结构屋盖。其中前厅核心筒顶部中间三榀主桁架支座处为固定铰支座 (图8) ，其他桁架支座处为单向滑动支座 (纵向) ;后厅核心筒顶部对应前厅三榀桁架处支座为单向滑动支座 (横向) ，其他为双向滑动支座，通过释放受约束的侧向位移来减小桁架由于温度效应引起的内力累积。

　　 (3) 前、后厅钢筋混凝土框架-核心筒系统

　　 前、后厅钢筋混凝土核心筒之间距离为81m，其中前厅核心筒进深为13.5m，后厅核心筒进深为9m，核心筒的竖向构件由400mm厚的混凝土墙体和1m×1m的型钢柱组成。

　　 (4) 前厅拉索幕墙系统

　　 前厅幕墙由单向垂直预应力拉索体系支承。拉索的预应力将加载在一个横向“顶头”梁上，该梁设置在桁架内，方向垂直于主屋面桁架 (图9 (a) ) 。同时，“顶头”梁由一系列V形柱 (750圆管) 支撑 (图9 (b) ) 。在V形钢管柱中部，分别由2根刚性杆和2根拉索与2层前厅悬挂楼面相连接 (图9 (c) ) ，作为V形柱的侧向支撑。

　　 结合本项目的工程特点，综合考虑抗震设防、设防烈度、场地条件、结构的特殊性、建造费用、震后损失和修复难易程度等多方面因素，根据《高规》^[1]3.11节结构抗震性能设计的有关内容，确定本工程抗震性能化目标为D级。即在多遇地震、设防地震及罕遇地震作用下分别达到1, 4, 5三个水准的性能要求，主要抗震性能指标见表1。

　　 从性能目标来看，V形柱由于支撑屋面桁架和拉索幕墙，受力极为重要;若V形柱失效，屋面拉索的拉应力会直接作用到屋面桁架上，导致屋面桁架和2层吊柱破坏，后果不堪设想;所以重点对V形柱及屋面抗连续倒塌进行专项分析，确保整体结构安全可靠。

　　 《高规》^[1]3.12.1条规定:安全等级为一级的高层建筑结构应满足抗连续倒塌概念设计要求。幕墙V形柱为幕墙拉索的主要受力构件，一旦V形柱破坏，将会使屋盖桁架悬挑长度增大，与屋盖桁架的设计状态不一致。设计中运用拆除法，通过拆除局部幕墙V形柱进行抗连续倒塌设计。

　　 结构抗连续倒塌设计的荷载组合S_d为:

　　 式中:S_GK为恒载;S_Q为活载;S_wk为风荷载;η_d为竖向荷载动力放大系数，当构件直接与拆除竖向构件相连时取2，其他情况取1.0。

　　 抗连续倒塌设计中，进行钢材强度正截面承载力验算时，钢材强度取标准值的1.25倍，所以钢构件验算时，应力比最大不超过1.25。

　　 在中间跨V形柱破坏 (图10) 情况下，前厅屋盖悬挑端的最大变形为60mm。与失效V形柱紧邻的V形柱应力比最大，最大值为0.72。与最大应力比V形柱相连的腹杆应力比为1.43，略超过最大应力比1.25的要求。

　　 将V形柱顶桁架腹杆截面由箱形280×280×16加强到箱形300×300×18后，腹杆最大应力比为1.17，小于最大应力比1.25的要求，可以满足抗连续倒塌设计的要求。

　　 在边跨V形柱破坏情况下，前厅屋盖悬挑端的最大变形约为132mm (图11) 。边跨V形柱破坏后，边榀屋盖主桁架的悬挑长度为52.8m，挠度为1/400，小于悬挑端挠度控制要求1/200。与失效V形柱紧邻的V形柱应力比最大，最大值为1.12，小于最大应力比1.25的要求。V形柱顶桁架腹杆和边榀桁架悬挑端腹杆应力比较大，最大为2.37。

　　 结构设计时将屋面主桁架悬挑端部分腹杆和V形柱顶桁架腹杆截面由箱形280×280×16加强到箱形300×300×18 (局部350×350×16) 后，腹杆最大应力比为1.19，小于最大应力比1.25的要求，屋面桁架可以满足抗连续倒塌设计的要求。

　　 上述V形柱失效后，将导致紧邻的V形柱内力加大，对此进行专项分析，从计算的应力云图 (图12) 可以得出如下结论:在极限荷载下椎管的下端存在应力集中，最大应力约为318MPa，下端支座处铸钢的强度标准值f_yk=258MPa, 318MPa<1.25f_yk=322MPa，则下部节点满足强度要求。

　　 上端加劲板和圆管相交端部、加劲板和方钢管相交处存在应力集中，应力集中区域范围约为加劲板厚度范围，最大应力约为335MPa (图13) ，且均小于Q390钢材强度标准值，所以上部节点满足强度要求。

　　 52层侧向支撑失效时V形柱分析

　　 V形柱在2层楼面位置 (图14) 两侧都有拉索，当一侧拉索破坏时，另一侧拉索产生垂直于V形柱的外力，同时，V形柱加工制作过程中不可避免有初始缺陷，因此考虑偏心100mm几何初始缺陷工况。若LS1 (图14) 破坏，2层楼面对V形柱的支撑失效，此时V形柱的计算长度为28.5m。按拉索失效工况复核V形柱的应力比:强度应力比0.44;柱平面内稳定应力比1.06;柱平面外稳定应力比0.85。将V形柱截面由700加大至750后，重新复核V形柱应力比:强度应力比0.39;柱平面内稳定应力比0.85;柱平面外稳定应力比0.71，满足设计要求。

　　 国博屋面造型复杂，存在局部的高低起伏，外悬挑跨度最大27m，幕墙高度27m，风荷载对主体结构、幕墙、屋面围护结构的影响不容忽视，特别是现有《荷载规范》^[2]并无类似结构体型可供参考，若简单套用，可能存在不同部位风荷载估计过大或不足的可能，为保证结构安全，有必要通过风洞试验确定风荷载所造成的影响，风洞试验模型^[3]见图15。

　　 通过风洞试验，得出0°～360°方向风产生的建筑物表面风压数值，屋面负风压分布图见图16。结构进行数值模拟分析时，也将不同方向风荷载与其他荷载分工况进行了组合，以求数值模拟尽量符合实际情况。

　　 风洞试验还发现，屋面最大负风压出现于屋顶面西边缘处，其值为3kPa (图16) 。幕墙最大正风压出现在山墙面、主立面的右端 (图17, 18) ，最大值为1.5kPa，围护结构的风压与现行《荷载规范》^[2]有较大出入，屋面最大负风压是规范值的1.8倍，墙面最大正风压为规范值的1.6倍。以此风洞试验数据为设计依据，对屋面结构 (特别是曲线屋面构架) 进行了加强，对角部迎风面幕墙系统进行了优化，充分做到了安全、经济的目的。

　　 南昌绿地国际博览中心体型较大、造型复杂、功能多样、空间丰富，结构设计与建筑紧密结合，充分体现了建筑功能与效果。结构设计时，除按性能化设计外，还对防连续倒塌、重要构件及风荷载的影响做了重点分析，保证了结构的安全性、合理性以及造型美观。