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1、南京奥体中心体育场屋盖钢结构任家骥摘 要 南京奥体中心体育场为大跨度倾斜45°的一对斜放钢“弓”结构和平行设置的钢箱梁及其间支撑形成的马鞍形壳构成的组合空间屋盖钢结构体系。简要介绍了钢屋盖的设计及试验结果。关键词 斜放钢“弓” 马鞍形壳 组合空间STEELSTRUCTUREOFSTADIUMROOFFORNANJINGOLYMPICSPORTSCENTERRenJiaji(JiangsuBuildingDesignandResearchInstituteNanjing210029)ABSTRACTItisdescribedtheroofsteelstructura
2、lsystemofthestadiumforNanjingOlympicSportsCenter,whichisconstructedofapairoflargespanandbowsteelstructureswithaslopeof45°,parallelsteelboxbeamsandthesaddleshellsformedbythebracesamongthesebeams.Itisalsobrieflyintroducedthatthedesignoftheroofandthetestresults.KEYWORDSinclinedsteelbowst
3、ructuresaddleshellcompositespace台钢筋混凝土框架结构体系传给基础,力的分配因1 钢屋盖设计原理各种荷载组合工况不同而异。“弦”的作用主要是使南京奥体中心体育场的工程概况见文献[1]。桩基础不承受拱传来的达113万kN的南北向水平该结构的屋顶组合钢结构为由跨越东西看台上空的推力,使拱支座不产生水平位移。东西向的水平推变断面三角桁架拱(跨度为372140m,矢高64m,与力由两相对称的拱脚下的地梁平衡。屋盖结构如图水平面倾斜45°)及穿越比赛场地的地下连接两拱1所示。脚的“弦”(长400m的8×25根预应力钢绞线)组成的大双“弓”,跨越
4、南北面看台前沿上空的跨度2 理论计算140m的悬索状钢管,覆盖整个看台上空的104根本工程所处场地经地震评估为地震稳定区域,平行的箱形梁和其间支撑形成的马鞍形壳和箱梁后按南京7度设防烈度能满足抗震设计的要求。初步端的V形支撑共同组成的空间钢结构体系。因此,作 者:任家骥 男 1943年9月出生 教授级高工整个屋顶结构传力途径复杂,屋面部分荷载通过拱Email:NJLJ@vip.163.com传给基础,部分由屋面箱梁后端的V形支撑通过看收稿日期:2006-01-05利用预应力技术,改为预应力楼面。断面在不同荷载组合下的内力变化。连接两个副决21313 网球中心主比赛
5、场赛场的平台180余米长,没有设置伸缩缝,下部将作 主比赛场看台为直径90m的碗形结构,其周边为超市使用。柱为<形。结构受力复杂,利用预应力技术满足各3 结 语南京奥体中心将体育比赛的主要场馆有机地集中在一起是国内外罕有的,所有场馆及设计中的难点都采用了预应力技术在国内外更为罕见。本工程总共预应力钢筋用量达2800t,这也说明了预应力图9 夜色下的网球中心技术在结构设计中是很有应用前景的一种技术。a-平面;b-轴侧;c-立面;d-端部立面图1 屋盖结构示意设计分别进行了屋盖结构系统和整个体育场结构体系的抗震计算分析,结果为地震荷载对屋盖结构不3 设计与节点构造起
6、控制作用,起控制作用的活荷载为雪载、风荷载和311 斜放“弓”结构的设计温度荷载。风荷载的取值是根据北京大学湍流国家图2为弓结构的弓背拱的设计简图,它是变断实验室的风洞试验取得的各种不同方向的风荷载分面等腰三角形桁架钢拱,底边由中间的宽15m变至布值,并进行后续程序处理,直接输入屋盖计算模型5m。高由7m变至2m。材质为Q345-C,为美观中进行计算分析。因北京大学风洞试验值中已计入起见,主管外径均为<1000,壁厚为20～60mm。拱116的脉冲振动系数,在计算时风振系数取113,经的设计重点在拱脚和节点上。经多种方案的分析比与同济大学进行汽弹风洞试验值比较是合
7、理和略偏较,最终决定将三根主管直接埋入拱脚顶标高为安全的。7100m钢筋混凝土墩内固定。图2、图3为大拱拱设计计算采用ANSYS程序。由于风荷载的方向不同其值分布不同,所以进行了180种组合工况下的计算,得出各杆件的最不利荷载工况下最大内力值,据此配置杆件。杆件的材料选用Q345-B,设计控制应力值为220MPa,用SAP2000程序进行了校核计算。并进行若干次的优化调整,使绝大部分杆件的最不利荷载组合下应力比在017以下。为保证结构计算的绝对安全可靠,还进行了非图2 大拱设计简图线性稳定计算,均满足要求。本工程屋顶钢结构体系在正常使用下完全处于弹性工作状态,不会
8、进入塑性工
