关于大悬挑体育馆看台屋盖建筑设计与分析

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1、赵兴丽：大悬挑体育馆看台屋盖建筑设计与分析大悬挑体育馆看台屋盖建筑设计与分析赵兴丽(大庆石化工程有限公司土建室。黑龙江大庆163714)【摘要】针对大悬挑多点支撑体育馆屋盖这一特色建筑设计，结合实际工程的特点提出了三种建筑设计方案，即钢支撑平板网架造型、索拉平板网架造型和斜拉杆挑檐网架造型。为验证这种设计方案的合理性，对该挑檐网架体系进行了数值仿真分析，获得结构的变形和内力，均满足规范要求，可见该建筑方案设计是可行的，而且看上去外形美观，不臃肿，设计与分析过程可为同类建筑方案的制定提供参考。【关键词】平板网架；挑檐网架；数值仿真；变形和内力【中图分类号】TU245．

2、2【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2013)07—0093—031工程概况规范要求，可见该方案设计是可行的，设计与分析过程可为大庆市龙凤区石化总厂是伴随大庆油田的发展而壮大同类建筑方案的制定提供参考。起来的加工企业，近十年来年均产值达100亿元，在全国石网架化行业中名列前茅。为缓解职工的工作压力，增强厂区职工的体质，拟新建一集休闲、运动于一体的活动中心。经厂区领导决定在兰德湖畔新建一大型体育馆，该体育馆建筑面积达4万nl，外形呈椭圆形，内部是田径比赛跑道和足球场，四周是看台。为充分利用空间，在外部看台下面设置了其它娱乐设施，如台球、乒乓球、健身中心等

3、。主席台屋盖由网架体系构成，支撑在房屋框架结构上，伸出的框架柱图2侧面图平面布置如图1所示。侧面图如图2所示。屋盖建筑方案2建筑设计方案对比设计过程中遇见比较棘手的问题，①轴框架梁柱位于体育(1)钢支撑平板网架造型。钢支撑平板网架造型如馆外墙中，为与四周造型相协调，对该轴的柱子的高度有了图2所示，为满足使用功能要求，采用悬挑15m的多点支撑一定的限制，造成与内部框架柱的高度相差1600ram。为实平板网架作为屋盖，由于②和③轴间距为3000ram，为让框现给屋面网架提供支撑，本文提出了三种建筑设计方案，即架柱能够正好作为支撑，网格尺寸定为1000ram。而①和②钢支

4、撑平板网架造型、索拉平板网架造型和斜拉杆挑檐轴间距为8500mm，如果在原框架柱上立钢管柱，显然顶端网架造型。不能正好与网架下弦节点相重，无法提供支撑。可在原钢筋混凝土柱上设置分配梁j，在其上立钢柱，达到的高度与内部原框架柱等高，这样2个钢柱间距1m，正好支撑在网架——下弦节点上，由于屋面网架荷载不大，网架能够在适当的位蕈置抽空，可形成抽空四角锥网架，如图3所示，图中腹杆仅画出一半。尽管该方案传力较明确，但不足是分配梁伸出墙外，外形不突出，增加的钢支撑没给体系增添色彩，同时钢詈}框架梁分配梁稳定性差，容易造成两个支撑钢柱受力不均，因此甲——方对该建筑方案设计持保留态

5、度。蕈一⋯图1平面布置图本文对三种设计方案进行了对比分析，为与网架空间结构相协调，看上去外形美观，不臃肿，最终选择了斜拉杆挑檐网架造型。为验证这种设计方案的合理性，对该网架图3抽空四角锥网架平面布置图体系进行了数值仿真分析，获得结构的变形和内力，均满足低温建筑技术2013年第7期(总第181期)(2)索拉平板网架造型。为避开在框架柱上设置分网架配梁，可在原柱上立四个小截面H型钢柱，如图4所示。钢柱从网架中穿过，高出网架2400ram，通过拉索与网架连接，具体连接位置见图5。拉索体系可减小网架变形，改变杆件内力，外形也较美观。但在风荷载或地震作用下，网架会发生上下震动

6、，一旦拉索失效，整个网架结构受力变成由中间的框架柱来承担，形成两端大悬挑网架结构，结构体系会瞬图6斜拉扦挑檐网架造型间发生破坏。从力学的角度讲，索是柔性的，应该张拉在超静定结构上较好，索的作用是为了减小变形，索失效后体系不应该变成静定结构。而且索的的形变是抛物线的，在强风下摆动很厉害，稳定性也一般，最好是能够提供永久支撑。／／＼＼图7挑檐抽空四角锥网架体系＼／／530ram，斜腹杆均取75×2．5的圆钢管，斜腹杆的面积为364mm。为避免现场施工误差造成连接不合理，因此采用焊接空心球节点方案，依据空心球尺寸的估算公式J，其空图4小截面钢柱对称分布心球直径可取为160

7、mm，壁厚取为4ram，连接焊缝采用完全焊透的坡口对接焊缝，杆件现场下料，焊接成型，网架侧立支撑杆面和杆件布置见图6和图7。(2)荷载和计算模型简化。网架按不上人屋面计算，由于挑檐坡度不大，故不考虑风荷载作用，活荷载取屋面活荷载和雪荷载二者较大值J，包括网架及覆盖物自重，经计算作用在网架上的荷载设计值为1．5kN／m，防屈曲杆件支撑点为铰接，约束三个方向的位移，但可自由转动。其他框架柱支撑点为固接。(3)有限元分析。采用ANSYS离散化方法计算挑檐图5索拉平板网架造型网架的变形与内力，杆件采用LINK8单元模拟j，确定实例(3)斜拉杆挑檐网架造型。方案1和方案2