援加纳海岸角体育场钢结构罩棚结构设计

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1、第43卷第3期建筑结构Vol．43No．32013年2月上BuildingStructureFeb．2013援加纳海岸角体育场钢结构罩棚结构设计刘辰，祖义祯，王继涛，郑希明，张作运，周廷垣，王文渊(中国中元国际工程公司，北京100089)［摘要］援加纳海岸角体育场钢结构罩棚由主拱、后拱以及次桁架共同组成。介绍了结构体系及其特点，并据此对结构进行了合理的设计。介绍了本工程的风洞试验和风振分析结果。采用SAP2000进行结构的线性分析和截面设计，利用ANSYS对结构进行了稳定分析和节点分析，列出了主要的分析结果。［关键词］大跨度钢结构;结构设计;风洞试验;稳定分析;节点分析中图分类号:

2、TU393.3文献标识码:A文章编号:1002-848X(2013)03-0045-04StructuraldesignonthesteelcanopystructureofCapeCoastStadiuminGhanaLiuChen，ZuYizhen，WangJitao，ZhengXiming，ZhangZuoyun，ZhouTingyuan，WangWenyuan(ChinaIPPRInternationalEngineeringCorporation，Beijing100089，China)Abstract:ThesteelcanopystructureofCapeCoast

3、StadiuminGhanaiscomposedofthemainarch，reararchandsubtruss．Thestructuresystemandthecharacteristicswerepointedoutandrationalstructuraldesignwasputforwardaccordingly．Theresultsofwindtunneltestandwindvibrationanalysiswereintroduced．UsingprogramSAP2000，thelinearanalysisandthesection-sizedesignwered

4、one．ThestabilityanalysisandthejointanalysiswerecompletedbyprogramANSYS．Themainresultswereintroduced．Keywords:large-spansteelstructure;structuraldesign;windtunneltest;stabilityanalysis;jointanalysis1工程概述援加纳海岸角体育场项目位于加纳共和国中部省的首府海岸角市，看台平面尺寸为214m×188m，共设观众席位约15000座，其中西侧主看台上设置2钢结构罩棚，覆盖面积约6600m，体育场效

5、果图见图1。本工程钢结构罩棚的结构体系为由主拱、后拱以及次桁架共同组成的空间钢结构体系。结构设计依据中华人民共和国相关规范进行，设计基准期和设计使用寿命为50年，结构安全等级为二级，结图2罩棚钢结构示意图构重要性系数取1.0。～36m，拱脚不落地而是连接在主拱上;后拱和主拱间由次桁架连接。主拱、后拱、次桁架均采用三角形立体桁架。其中主拱为正三角形桁架，其桁架高度从跨中到柱脚逐渐减小;后拱、次桁架均采用倒三角形桁架。钢结构均采用Q345B钢材，其各类杆件截面规格见表1。杆件截面规格/mm表1位置弦杆腹杆图1体育场效果图主拱813×20～813×26273×10～219×12后

6、拱356×10～356×18168×6～273×102结构体系及其特点次桁架273×20～325×24168×6～168×10钢结构罩棚由钢管桁架主拱、环形后拱以及径这类以拱作为主要受力构件的钢结构罩棚的通向屋面次桁架组成，环形后拱下设置支承柱，如图2［1，2］常做法是主拱和后拱均直接落地，两拱间则通所示。其中主拱的理论计算跨度为226m，矢高为过次桁架或网架连接，结构各部分传力清晰。但本35.5m，拱平面与水平面夹角为68°，拱脚落地并采用万向球铰支座;后拱由10根柱支承，柱间距为18作者简介:刘辰，本科，工程师，Email:liuchen@ippr．net。46

7、建筑结构2013年工程由于建筑造型等需要，后拱未落地而是在其拱～1.79之间变化，风振系数最大值出现在风向角为脚处直接与主拱相连。这种特殊的两拱连接形式对180°时(风向角定义如图5所示);2)等效静力风荷结构产生了不利影响:1)影响了整体结构的抗侧能载最大值出现在风向角为40°和320°附近;3)罩棚力，结构的抗侧只能由后拱的支承柱来承担;2)后结构风荷载以负风压(即风吸力)为主，正风压较拱与主拱连接节点需承担后拱传来的荷载，对主拱小。依据风洞试验提供的等效静力风荷