风雨操场屋盖设计

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1、台州大学风雨操场张拉膜屋盖设计与分析122马燕红关富玲张轶12（浙江财经学院杭州310012;浙江大学空间结构研究中心杭州310027）[摘要]以台州大学风雨操场为背景，概要介绍了该张拉膜结构屋盖的整个设计过程。针对其跨度大、支撑结构较柔的实际情况，提出采用面内稳定索辅助脊索、谷索共同承力的结构形式。并结合风洞试验的数据结果，对三种找形方案(a)不采用稳定索(b)采用交叉稳定索(c)采用斜稳定索的结构形式在不同工况下的受力性能进行比较分析,结论可供同类工程参考。[关键词]张拉膜屋盖稳定索找形Thedesi

2、gnandanalysisoftensionedmembraneroofinTaizhouuniversitygymnasium122MaYanhongGuanFulingZhangYi1（ZhejiangUniversityofFinance&EconomicsHangzhou310012;2SpacestructuresResearchCenterofZhejiangUniversityHangzhou310027）AbstractThispaperintroducesthedesignoftensi

3、onedmembraneroofinTaizhouuniversitygymnasium.Consideringitslongspanandflexiblesupports,thecontentdescribesaspecificconfiguration,whichemploysstabilitycablestoresistexternalloadswiththehelpofridgeandvalleycables.Threetypesofscheme,(a)withoutstabilitycables

4、,(b)withintersectantstabilitycables,(c)withobliquestabilitycables,areoffered.Meanwhile,combinedwiththedataofwind-tunneltest,theirworkingbehaviorsunderdifferentwindloadsarecomparedandanalyzed.Theresultsarealsousefulforsimilarprojects.KeywordsTensionedmembr

5、aneroof;Stabilitycables;Form-finding随着科技进步和人们审美要求的提高，张拉膜结构以其复杂多变及优美轻盈的建筑曲面广泛应用于各大型建筑的屋盖造型。它主要有三大部分组成：膜材、索以及支承结[1]构。由于膜材本身不能承力，张拉膜结构通常依靠脊索、谷索和边索进行加强，但对某些情况特殊的结构来说，仅靠这些预张力索是不够的，同时还采用稳定索、斜拉索等来增强结构承力和整体稳定性。1工程背景台州大学风雨操场位于浙江省台州市椒江区台州大学园区西侧，工程总占地面积*基金项目：国家自然科学基

6、金资助项目(69982009)第一作者：马燕红，女，1981年4月出生，教师19300m2,建筑面积16000m2，主要包括左右两侧的网球场馆和居中的排球场馆，如图1所示。排球场馆分上下两层，下层为钢筋混凝土结构，上层屋盖为张拉膜结构，膜面四周与下层钢筋混凝土结构相接。本文即以风雨操场主场馆——排球场馆屋盖（以下简称风雨操场屋盖）为研究对象，其东西向长90m,南北向宽37.5m，柱距15m，柱顶标高28m，柱底标高17.1m。该屋盖覆盖六个排球场，共六跨，每跨各由主片和附片构成,如图2所示。整个屋盖造型新

7、颖，形状简洁。图1风雨操场场馆简图图2屋盖膜面基本形状2方案设计风雨操场屋盖形似六跨四坡屋面，除每跨两侧柱采用钢结构以外，其余全是索膜柔[2]性结构，系点支承张力结构。该屋盖结构轻柔、跨度大，对风荷载作用敏感。考虑到台州地区受风影响严重，方案设计时拟对膜面进行加强，采用稳定索辅助脊索、谷索共同承力的结构形式，以有效抵抗风吸、提高结构整体稳定性。依稳定索所处位置相对于膜面而言位于膜面内，我们称之为面内稳定索（图中以粗线表示）。同时按找形采用面内稳定索的不同形式，初步确定了三种方案：方案A，只有谷索、脊索和边

8、索，无面内稳定索，如图3(a)所示；方案B，采用交叉稳定索进行找形，稳定索由上中下三根通长的横索和每跨两根竖索交叉而成，如图4(a)所示；方案C，采用斜稳定索找形，稳定索由柱顶拉向边界和谷索的斜索组成，如图5(a)所示。边索边索边索边索边索边索边索边索边索边索边索边索脊谷脊谷脊谷脊谷脊谷脊索索索索索索索索索索索边索边索边索边索边索边索边索边索边索边索边索边索(b)找形结果(a)方案A图3无面内稳定索找形2边索边索边索边索边索边