哈尔滨万达茂滑雪乐园东区钢结构临时支撑系统设计及卸载分析_吴文平
汗水化成纷飞雪,笑语凝成天籁琴--哈尔滨万达滑雪场结构设计九大难点

Hard Work Achieved Success And Melody of Happiness ----Nine Difficulties In Structural Design Of Harbin Wanda Indoor Sking Park 作者: 刘向阳[1];冷冬梅[2]
作者机构: [1]万达商业规划院;[2]北京维拓时代建筑设计股份有限公司
出版物刊名: 建筑与文化
页码: 26-28页
年卷期: 2017年 第7期
主题词: 室内滑雪场;超长结构;超大跨度;低温;防连续倒塌分析
摘要:建成后的哈尔滨万达室内滑雪场是世界上最大的室内滑雪场,结构设计难度大。
文章从结构超长、造型独特、超长楼板、基础设计、异型节点、复杂空间、钢结构低温性能、防连
续倒塌分析、结构优化等九个方面论述其设计难点,并给出解决方案。
荷载论文———哈尔滨万达广场结构与荷载评价论文

荷载与结构设计方法阶段性考核论文哈西万达广场的荷载与结构评价学生姓名:XXX专业班级:土木工程四班指导教师:XXXX学院:XXXX学院2015年X 月哈西万达广场的荷载与结构评价摘要哈西万达广场是东三省规模最大的城市综合体之一,同时是大连万达集团斥巨资打造建设的哈尔滨第三座万达广场,集休闲、娱乐、生活于一体的第三代万达商业体;工程总规划用地面积186500平方米,规划总建筑面积约863500平方米,其中地上653500平方米,地下210000平方米。
哈西万达广场整体上采用用框架结构,局部有网壳结构;充分考虑了荷载、结构方面的要求,最大限度的满足了使用方面的要求。
无论是从万达集团的影响力,还是从结构和荷载方面,哈西万达广场具有较高的学习和研究的价值。
同时,其结构和荷载(楼面活荷载、雪荷载、风荷载等)与《荷载与结构设计方法》、《钢筋混凝土及砌体结构》等课程联系紧密,真正可以做到学以致用,在实践中学习,以实践促学习。
关键词哈西万达广场荷载框架结构网壳结构目录摘要Abstract1工程概况.................................................................................................错误!未定义书签。
1.1地理位置 ............................................................................................ 错误!未定义书签。
1.2 建筑概况 ............................................................................................ 错误!未定义书签。
2 结构体系.................................................................................................错误!未定义书签。
万达茂滑雪场中部钢结构整体稳定性分析

万达茂滑雪场中部钢结构整体稳定性分析摘要:哈尔滨万达茂工程位于哈尔滨市松北新区,项目包括室内步行商业街、娱乐楼、超市、室内滑雪场、室内滑冰场、电影乐园等,其中室内滑雪场主体采用大跨度钢结构。
该工程钢结构的整体稳定分析为设计过程中的难点。
以万达茂滑雪场中部钢结构为例,介绍其结构体系及受力特点。
分别用不考虑初始缺陷及考虑初始缺陷的模型分析了钢结构的局部稳定及整体稳定;考虑材料非线性、几何非线性及生死单元,用显式动力分析的方法研究了结构的整体稳定。
关键词:材料非线性;几何非线性;稳定;弧长法;时程分析;倒塌分析近年来,国内的钢结构工程发展迅速,并向着造型复杂化、体量大型化的方向发展。
空间大跨钢结构的应用越来越多,重量越来越轻、跨度越来越大,在某些情况下钢结构的整体稳定问题成为结构设计的控制因素。
由于钢结构自身的特点,使得结构在达到材料极限强度之前就会表现出明显的非线性特点,局部构件的承载力丧失很可能导致结构的连锁反应进而导致结构连续倒塌,因此采用有限元方法,引入双非线性并采用生、死单元来模拟结构的破坏机制,评估结构整体稳定性,可以比较清楚地揭示结构的承载力和防连续倒塌能力,是一种有效的数值分析方法[1 - 8]。
1 工程概况及结构布置哈尔滨万达茂位于哈尔滨市松北新区,项目总占地面积约19.77万m2。
该项目包括室内步行商业街、娱乐楼、超市、室内滑雪场、室内滑冰场、电影乐园等业态。
总建筑面积33.7万m2,各业态建筑面积分别为:商业(室内步行街、娱乐楼)12.08万m2,电影乐园1.6万m2,停车楼12.00万m2,室内滑雪场7.70万m2,室内滑冰场0.32万m2。
整体效果如图1所示。
图1 万达茂整体效果中部钢结构模型如图2所示,钢结构长132 m,高度由52.8 m渐变至85.4 m,跨度由150 m渐变至123 m,采用门式刚架结构体系。
门式刚架间距16.8 m,仅门式刚架的外侧柱设置固定铰支座;在格构柱之间距离支座10.6,21.2,26.3 m的高度分别设置3道水平连梁,分别布置于格构柱的内侧及外侧柱,连梁之间用腹杆连接形成平面桁架,与格构柱一起形成有侧移框架体系;格构柱内、外侧柱肢间距3 m。
多功能滑雪场钢结构设计与施工措施

【 关键词 】 不规 则钢 框架 ; 薄弱层 ; A N S Y S ; 弹塑性层 间位移 ; 施工措施 【 中图分类 号】 T U 3 9 2 【 文献标 识码】 B 【 文章编 号】 1 0 0 1 — 6 8 6 4 ( 2 0 1 3 ) 0 8 — 0 0 9 7 — 0 4
设提供借鉴和参考 。
2 结 构 体 系构 建 与 特 色
造成结构 过早 丧失承载 能力 , 综合 上述 两点 最终选 取 钢结构支撑 体系。该体 系与常规 的钢 结构 有所不 同,
顶层荷 载一般较小 , 而本 结构顶层 要 附加承 受一定 厚
依据空 中技 巧滑雪场 的构 成特 点 , 本设 计决 定采
1 工程简介
空中技巧滑雪是 近几 年兴起 的雪 上运 动项 目, 以 其 空 中 翻转 姿 势优 美 、 竞技 水 平高 而深 受大 众喜 欢。 而在我国严寒 地 区尽 管 一 年 中有 一半 的 时 间与雪 相
伴, 但还 未建 有 标准 的空 中技 巧滑 雪场 , 致使 运 动员
中会 反 复对 体 系产生 荷载 , 从长 期 的角度 看 , 结构 承
求, 可见该 体 系 的设计 是 合理 的 , 可为 运动 员 的安全
受低周反 复 荷载 的作 用 , 若 采 用混 凝 土结 构 , 一 旦
混 凝 土受力 开 裂便 无法恢 复 原状 , 钢筋 与外 界 接触 ,
提供保 障, 同时本 文 的分 析 为同类体 系不 同地 区 的建
图2 平 面梁 柱 布 置 图
i
该体系 中最不 利 的⑦ 轴 和 ⑩轴 平 面三 跨 钢结 构 开展 了静力分析 , 给 出截面 的选取 和体系 所承受 的 特殊荷
载, 获得钢框架的 内力和 变形 , 给 出钢框架 节点 构造 。 据 此进一步开展 了框架在 罕遇 地震 下 的时程分 析 , 获
大跨度复杂钢结构临时支撑卸载施工方案分析

大跨度复杂钢结构临时支撑卸载施工方案分析摘要:依托九江鄱阳湖生态科技城科创中心工程的大跨度钢结构东连廊,针对其临时支撑卸载施工特点和施工难点,提出了四种临时支撑卸载方案,依据有限元分析结果,综合考虑受力、变形和现场施工条件,建议采用第一种方案的卸载顺序。
关键词:大跨度钢结构;临时支撑;卸载顺序;施工方案0 引言设置临时支撑可提高结构的安全性,被广泛应用到在大跨度空间钢结构施工中,起到临时支撑、承受上部构件自重以及安装荷载的作用,为施工提供方便。
本项目因结构复杂,跨度较大,成型前结构的弱刚性,为了满足更大的承载力及施工安全的要求,在东连廊钢结构安装过程中布设临时支撑。
临时支撑的卸载是结构由施工工况转向设计要求的过程,将会引起结构内力重分布,因此采用有限元分析软件,对多种卸载方案进行结构受力分析,确定最优卸载方案是十分必要的。
合理的卸载顺序对保证钢结构从支撑状态过渡到工程实际状态的安全尤为重要,钢结构工程施工前均需对卸载顺序进行必要分析。
1 工程概况依托工程为目前在施的九江鄱阳湖生态科技城科创中心工程。
本工程1#楼与2#楼及1#楼与3#楼之间为大跨度钢结构连廊,共计6层;采用空中散拼法组装,东连廊钢结构重量约3 t,由下部4根φ1 400钢管柱支撑。
东连廊为框架结构,由圆管柱、箱型柱、箱型梁、H型钢梁及斜撑组成。
东连廊支撑采用格构式支撑形式,格构式支撑截面尺寸为1.2 m×1.2 m,主杆件为:L140×12,腹杆为L80×8,材质均为Q235B。
东连廊钢结构模型如图1所示。
图1 东连廊钢结构模型2 临时支撑卸载施工特点和施工难点(1)本工程卸载区域主要为梁下部胎架,卸载作业主要有以下特点:支架形式相似,结构单一,卸载点空间分布规律性相近。
结构外形及临时支撑为沿中心线对称布置形式,卸载点在空间基本均衡分布。
卸载计算分析工作量大,为确保整个结构经过卸载后,平稳地从支承状态向结构自身承受荷载的状态过渡,通过MIDAS Gen对结构受力进行模拟进而对计算结果进行分析,以指导卸载过程的实施。
哈尔滨万达茂室内滑雪场结构设计难点解析

哈尔滨万达茂室内滑雪场结构设计难点解析1. 超长超大跨度建筑作为全球最大室内滑雪场,最大鞋长为487米(迪拜为400米),最大鞋宽为150米(迪拜为60米),属于超长超大跨度结构。
结构奥妙之一:为避免结构超长,将鞋体分为三段分别设计及制作,并与其周围的商业裙房脱开,简化结构受力的复杂性。
也应了最近流行的网路佳句“复杂的事情简单做,你就是专家”。
其中东区是三区中最为复杂和独特的部分,他是冰舞鞋隽秀的鞋跟!东区滑道层楼面结构仅由2根V型巨柱支撑,侧面大桁架及屋面结构均支撑在滑道层楼面上。
巨型柱跟部中心尺寸13.5米,楼面桁架结构中心线间距为10米,屋面桁架结构中心线间距为8米。
西区和中区为横向桁架,纵向框架的结构体系,上部钢结构可以看成无柱间支撑的门式刚架结构体系,下部混凝土为框架结构。
2. 独特的流线造型顺应滑雪功能的需要,她拥有异形流线的曲线造型。
并运用超细鞋跟设计,形成一只有高度有风度极具魅力的冰舞鞋。
但同时给结构设计带来极大的难点,质量中心和刚度中心距离较大,结构不稳定,受扭严重,成为扭转不规则体系。
结构奥妙之二:通过调整巨柱位置,减小巨柱间距,来减小质量中心与刚度中心之间的距离,使偏心率由0.25减小为0.14,满足0.15的规范要求。
这与高跟鞋品牌Jimmy Choo有异曲同工之处,都是“穿着不会痛的高跟鞋”。
3. 最高单层大跨度建筑总建筑高度为119.66米,单单鞋跟的高度就有87米,总高超过了“神舟十号”飞船和火箭总装厂房的93.5米,相当于40层大楼的高度,戴上了亚洲最高的单层建筑的桂冠。
这种特殊类型的高层建筑给结构设计和安装带来了极大的困难。
首先,雪道最大高差达到了87米,两侧水平刚度差异很大,117米超长雪道楼面存在近30度的倾角,楼板设计难度很大。
结构奥妙之三:通过MidasGen通用有限元程序对楼板进行应力仿真模拟和分析,在重力荷载作用下,楼面板和楼面梁不仅存在弯矩引起的平面外拉应力,还存在较大的平面内拉应力,为此楼板增设配筋抵抗这部分拉应力。
滑雪场钢结构工程施工研究——以广州万达茂滑雪场为例

滑雪场钢结构工程施工研究——以广州万达茂滑雪场为例摘要:广州万达茂滑雪场钢结构的安装重量大,安装高度高,结构构件跨度大制造复杂,技术要求精度高,施工安全风险大,雪道转换层桁架采用整体提升和单片吊装高空嵌补相结合的施工方法,滑道高区和滑道低区采用高空累积滑移施工技术,乐园区屋盖整体分为6个大提升区,对提升顺序、提升精度、提升过程的应力应变控制采用计算机和全站仪进行控制,很好地完成施工任务,取得了一批科技成果和发明专利,收获很好的社会和经济效益。
关键词:桁架结构体系整体提升单片吊装钢结构1 工程总体概况广州万达茂工程位于广州市花都区狮岭镇罗仙村,集商业和游乐一体的大型综合体,滑雪乐园区是其中的一个子项,如下图所示,滑雪场下部为混凝土结构主体,屋盖、雪道层等部位为钢结构,最大跨度达110米,总用钢量约1.86万吨。
共分两个标段,一标段为乐园区屋盖,总用钢量约7217吨;二标段分为滑道高区和滑道低区,滑道高区包括雪道层桁架、滑道高区屋盖结构,屋盖最大标高为98米,桁架最大跨度110米,屋盖桁架高9米,雪道层桁架高10米;滑道低区包括空间钢管桁架屋盖,跨度110米,屋盖标高最高约81.8米,与高区屋盖相接,最低位置标高约59.4米,屋盖桁架高9米,总用钢量约10300吨。
2 施工难点分析2.1一标段乐园区屋盖2.1.1钢构件加工制造复杂乐园区屋盖桁架结构节点牛腿多达10肢,结构复杂,数量多,构件加工制作精度要求高。
项目部派专人驻厂进行构件管理,对整榀桁架实体预拼装。
2.2.2施工精度控制乐园区屋盖整体分为6个大提升区,提升顺序、提升精度、提升过程的应力应变、变形控制均属于重难点。
采用MIDAS/GEN计算模型,对监测点进行跟踪测量,保证安装精度符合规范要求。
2.2.3屋盖提升乐园区结构提升点多达96个,施工组织难度大。
乐园区屋盖桁架结构划分为6个提升分区,合理布置提升点位,按顺序提升施工,分区卸载后将提升设备迅速周转。
滑雪场钢结构工程

产地
芬兰 美国
版本
16.1 V2012
主要应用
整体建模、深化设计、出图 辅助绘图、出图
ETABS
SAP2000 MIDAS/GEN ABAQUS
美国
美国 韩国 美国
V9.5
V15.1.1 V7.8 6.10 有限元分析 整体结构分析、施工过程分析
3.3 深化设计流程
结构设计人员开始配合节点设计 详图设计人员开始熟悉资料、建模 安装单位提供吊装分段、 吊重、定位耳板等要求 收到正式施工蓝图 图纸交底、会审 按施工图调整模型 工厂工艺提供原材、 运输、工艺等要求
重点2:多规格、多种类、多材质的原材料采购
• 问题分析: 涉及材质Q345BB、Q345C、Q345D、Q345GJD、Q345GJE; 涉及材料种类钢板、热轧H型钢、无缝管、直缝管等; 数十种钢板、圆管、H型钢; D、E级钢板、圆管属于非常规材料、只能向钢厂直接订货、生产周 期长、规格数量、吨位有限制。 解决措施: 已施工图为依据下订单,分批采购; 尽量向有长期合作的钢厂订购; 对规格进行适当的归并。
材料情况 型材 最大截面 最小截面 H型钢 H1800×1500×60×60 H300×300×10×16 Q345B Q345C 钢管 P219×6 P800×25 方钢 B2200×2200×80×80 B600×600×20×20 Q345GJD
2。工程实施重难点
重点1:短工期条件下大体量复杂空间结构深化设计
•
重点3:短工期条件下焊接H型钢、箱型构件生产产 能保证
• 问题分析: 屋面桁架弦杆、墙面格构柱腹杆、雪道桁架弦杆、腹杆均采用焊接 或热轧H型钢; 大量H型钢板厚达到50mm; H型钢总量估计约23000吨、箱型构件总量估计15000吨。 • 解决措施: 列为公司1号工程,重点进行保障; 保证足够焊接H型钢生产流水线,确保投入月产能不少于3000吨; 保证足够BOX流水线,确保投入月产能不少于2000吨; 将部分焊接H型钢调整为热轧H型钢。
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施 工 技 术 CONSTRUCTION TECHNOLOGY
2015 年 12 月下 第 44 卷 第 24 期
哈尔滨万达茂滑雪乐园东区钢结构临时支撑系统 设计及卸载分析
吴文平, 杨文侠, 丁剑强, 蔡 蕾, 刘远帆, 杨志明
( 江苏沪宁钢机股份有限公司 , 江苏 宜兴 214231 ) [ 摘要] 哈尔滨万达茂滑雪乐园东区钢结构 为东、 中、 西区 3 个分区中最高、 最大的 部 分, 其 中 钢结构的安装 及 临时 支撑系统设计最为复杂。主要对临时支撑的设计、 布置、 稳定控制等关键技术作详细阐述 , 同 时 采用 有 限 元 软 件 对 各卸载 支撑系统卸载过程进行模拟分析并与卸载监测值 比 较。 结 果 表 明: 钢结构临时支撑 系 统 设 计及 布置 合 理, 监测点的实测值均处于理论及规范允许范围内。 [ 关键词] 钢结构; 临时支撑; 卸载; 模拟; 监测 [ 中图分类号] TU758. 11 [ 文献标识码] A [ 8498 ( 2015 ) 24001404 文章编号] 1002-
[ mail: 93236209@ qq. com 作者简介] 吴文平, 工程师,E[ 1116 收稿日期] 2015-
图1 Fig. 1
滑雪场建筑效果
Architecture effect of skiing paradise
桁架结构组成。滑雪场东区结构 为 巨 型框 架结构, 巨型框架柱为 4 个钢筒, 巨型桁架梁为楼面主桁架, 为分担竖向荷载, 在左侧南北两端 设 置 2 个 仅 承担 竖向荷载的钢 筒 体, 该 钢 筒 体 支 承侧 面 大 桁架, 南 北方向布置楼面 次 桁架, 东 西 方向布置楼面 次 梁。 滑雪场分区如图 2 所示。东区钢结构如图 3 所示。
Design and Unloading Analysis of Temporary Support System for Steel Structure in Eastern District of Harbin Wanda Mall Skiing Paradise
Wu Wenping, Yang Wenxia, Ding Jianqiang, Cai Lei, Liu Yuanfan, Yang Zhiming
图3 Fig. 3
滑雪场东区钢结构
Eastern steel structure of skiing paradise
直筒柱采用散件 安装方 式、 斜 筒 柱 采用 分 片 安 装方式。雪 道 层结构 根据 其巨 型框 架结构 体 系 的 特点, 首先 安装 主 桁架结构, 再 安装 次 桁架 及 悬挑 结构。屋面钢结构 采 取 累积滑移的施工方 式, 在雪 道层东侧端部设置 总 装 平 台, 通 过大型 履 带 式 起 重 , , 机分块吊 装 高空 平 台 组拼 累积滑移 就 位。 就 位 后, 采用履带式起重机分片吊装侧面大桁架。 2 临时支撑系统的设计及布置 钢结构临时支撑的布置 主要 分 为 滑雪层 以 下 临时支撑 和 屋盖结构临时支撑 两部 分。 滑雪层 以 下支撑布置如图 4 所示。 滑雪层 以 下 共 布置 17 组 支撑, 每组支撑 由 1. 5m × 1. 5m 格 构 式 支撑 组 合形 成大 格 构 支 撑 组, 由于支撑较高 ( 最大高度达 84m) , 为控制 支撑 整体 稳定性, 支撑 组 合主要为 四 肢腿支撑和三肢腿支撑, 各组支撑形式如图 4 所示。 格构 式 临 时 支 撑 立 杆 截 面 180 × 8 , 腹杆截面 89 × 6 , 底部和上部平台采用 H400 × 400 × 13 × 21 , 竖向节间高度 2m, 材质均为 Q345B 。 临时支撑 在 安装 过程中 通 过设 置 缆 风 绳 控制
2015 No. 24
吴文平等: 哈尔滨万达茂滑雪乐园东区钢结构临时支撑 系统设计及卸载分析
15
图2 Fig. 2
滑雪场钢结构分区
Steel structure partition of skiing paradise
图4 Fig. 4
滑雪层以下支撑
The following supports of skiing paradise
( Jiangsu Huning Steel Mechanism Co. ,Ltd. ,Yixing,Jiangsu 214231 ,China)
Abstract: The steel structure of Harbin Wanda Mall Skiing Paradise is divided into east,middle and west area. The eastern steel structure is the highest and the largest area of the three partitions. The installation of steel structure and the design of temporary support system are also the most complex. Mainly to the temporary support of the design,layout,stability control and other key technologies are described in detail. At the same time,the finite element software is used to simulate and analyze the unloading process of the supporting system and compare with the unloading monitoring values. The results show that the temporary support system for steel structure design and layout is reasonable,the measured values of the unloading monitoring points are in the range of theory and specification. Key words: steel structures; temporary support; unloading; simulation; monitoring 1 工程概况
卸载监测点布置
Unloading monitoring points arrangement
在钢结构施工 过程 模拟 分 析 中, 临时支撑 落 地 按铰接处 理, 支撑 与 主 结构 连接 处 z 向 位 移 耦 合。 卸载模拟 采用 卸 载 点 或 者 支架 底 部 强 制 位 移法 实 现, 考虑 支 撑 体 系 的 实 际 刚 度 与 卸 载 实 际 操 作 连 续、 累积的施工技术特点, 对 整体 结构的 卸 载 施工 全过程进行 有 限 元 数值 模拟 分 析。 为 使 计算 结 果 更便于指导 现 场施工, 在 钢结构 卸 载 阶 段, 考虑 结 构自重( 1. 15 倍结构杆件自重) 。卸载 过程 计算 中, 首先对施工分区安装完毕 ( 未 卸 载) 与 卸 载 完 毕 ( 支 撑拆除) 两 种 结构 状态进行 计算 比 较, 以此两种状 位 移 情 况 为 基 础, 通过 态下整体结构的 应力 分布、 设定结构卸载施工 计算 原 则, 对 整 个 卸 载 方案 及 过 程进行分区、 分 步 地 进行 有 限 元模拟 计算。 各 卸 载 阶段的计算结果如表 2 所示。
3
临时支撑卸载分析
由于滑雪层 及 其斜钢 筒 柱、 直 筒 柱 刚 度 较 大, 在屋面施工过程中 其支撑 已 开 始 卸 载 拆 除, 本文所 述卸载指屋盖结构滑移安装 完 成, 两侧侧 面 大 桁架 亦安装完 成后 的屋盖临时支撑 卸 载。 根据 本 工 程 结构特点及施工工期 计 划, 通 过 结构 变形 及 应力 计 最终采用从西向东( 由 低 处 向高 处 ) 分区 进行 卸 算, 载, 将所有支撑点 划 分 成 3 个 卸 载 区, 如图 8 所示。 表 1 为各分区卸载支撑点数量及同步卸载次数。
哈尔滨万达茂滑雪乐园 包括 室内 步 行 商 业 街、 娱乐楼、 超 市、 室内 滑雪场、 室内 滑 冰 场、 电 影 乐园 等。其 中 室 内 滑 雪 场 平 面 尺 寸 长 487m, 跨度从 150m 渐变到 87m。 将成为中 国 东 北 地 区 最大 文 化 旅游项目, 可同时 容纳 5 万 名游客。 室内 滑雪场 设 有 6 条不同坡度雪道, 适合不同水平的滑雪爱好者, 可同时容纳 1 500 人 滑雪, 是 世界 规模 最大 的 室内 滑雪场, 建筑效果如图 1 所示。 本工程钢结构整体主要包括 3 部分: 东区、 中区 及西区。滑雪场东区结构 主要 采用 巨 型 钢 框 架, 组 成部分包括钢筒体( 即巨 型框 架柱 ) 、 滑雪层楼面结 构( 其中主桁架为巨型框梁 ) 、 侧 立 面桁架 以 及 屋面
图6 Fig. 6
屋盖临时支撑立面 Roof temporary support
加固桁架 以 保 证 滑移时 水平 力 的传 递。 现 场支撑 如图 7 所示。
图9 Fig. 9 图7 Fig. 7 现场屋盖临时支撑 Temporary support for the roof at the field
表2 Table 2 卸载各阶段结构变形和应力 The deformation and stress of each stage of unloading
卸载区 卸载次数 第 1 次卸载 第 2 次卸载 第 1 次卸载 第 2 次卸载 第 1 次卸载 第 2 次卸载 水平变形 / mm 24 25 25 27 43 51 竖向变形 / mm - 45 - 86 - 84 - 88 - 92 - 106 结构应力 / MPa 86 88 80 75 89 84