池州体育馆结构设计分析

《池州体育馆结构设计分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、池州体育馆结构设计分析1．工程概况池州市体育馆位于安徽省池州城区南外环路南侧、长江路西侧。整体造型为九朵花瓣的“水中莲花”(寓意江南水乡及莲花佛国)，主体三层，周围映衬水景景观，占地总面积约11.6万平方米，建筑面积3万余平方米，座位总数约5000座，总投资1.9亿元人民币。该体育馆具备承担国内国际单项比赛、全民健身、大型文艺演出、商贸会展等综合文体商贸活动功能。建筑最大高度为28.600m，平面为直径126m的圆形建筑。看台部分采用钢筋混凝土框架结构，以建筑物的中心为圆心按每10度为一个柱开间总共划分为36个开间，共三层高。中间场馆部分为标高5.400的一层混凝土框架结构，最大柱网为7.3

2、x10.26m，屋盖为跨度为83.1m双层网壳结构；钢结构的莲花花瓣造型把整个体育馆包裹起来。整个建筑犹如盛开的莲花座落于水中央。2．结构设计的主要问题本工程结构设计使用年限为50年，建筑结构的安全等级为二级，地基基础设计等级为乙级。安徽省池州市，根据《中国地震动参数区划图》（GB18306—2001）和《建筑抗震设计规范》，该地区抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g，Ⅱ类场地，设计地震分组为第一组。根据《建筑工程抗震设防分类标准》（GB50223—2004）第6.0.3条，观众座位≤6000座，为丙类建筑。框架的抗震等级为三级。2.1看台超长由于看台部分为外直径为126m,

3、内径为60.36m的环形结构，为解决温度应力对结构的不利影响，将看台混凝土框架部分以伸缩缝兼抗震缝划分为三个相对独立的结构部分；体育馆中间场馆部分为单层混凝土框架结构，为使结构单元相对规则以及减小结构温度应力及地震的不利影响，因此沿看台的内径边设置伸缩缝兼抗震缝，将体育馆中间场馆部分与看台部分分开。使得各结构单元相对规整。2.2上部钢网壳与下部主体结构的连接对于大跨度的结构来说，上部钢网壳与下部主体结构的连接方式不同，对由温度产生的连接处的内力影响很大。在设计中通过合理布置连接方式，尽可能减小温度产生的内力。本工程网壳的平面为规则的圆形，如果均采用固定铰支座，必然在径向对下部结构产生较大的温

4、度应力，且下部结构为三个独立的结构单元，如采用固定铰支座将会使下部各结构单元的不同震相位移通过上部钢网壳来传递，使得地震对钢网壳极为不利。因此采用橡胶弹性支座，以释放由温度产生的大部分应力及地震产生的位移，减少由地震和温度产生的对上部网壳的附加应力。经过两种支座布置方案的计算分析，采用橡胶弹性支座的方案既可以减小结构的温度应力，同时又可以保证结构的位移和振型符合规范的要求。通过“放”的原则，合理布置连接方式，减小了温度产生的内力。3．结构计算分析结构计算分析分两个步骤：1）上、下部结构独立分开计算；2）整体结构计算分析。3.1屋面网壳结构的计算分析屋面网壳结构首先采用MST2006进行计算分

5、析（支座处的柱楼层以上部分参与计算），对网壳杆件截面进行确定。计算包括两部分：1、各支座全部固定铰支座；这种情况偏于安全，可以初选杆件截面；2、根据实际的支座刚度进行计算。校核杆件截面是否满足要求。模型中，单元采用杆单元，节点采用铰节点，钢材采用Q235B及Q345B钢。屋面荷载标准值（含屋面板、檩条、保温层、吸音板等）上弦取0.55kN/m2，风管1.25kN/m2（风管布置处）；下弦马道和灯具取0.50kN/m2；屋面活载标准值上弦取0.50kN/m2；下弦取0.50kN/m2（马道处，本场馆不设吊顶），考虑活荷载的不利组合。网壳跨度较大，受温度差的影响较大，结合施工安排进度情况，温度差

6、取值±25℃。根据《建筑结构荷载规范》（2006年版），风荷载标准值基本风压（考虑50年重现期）为0.35kN/m2；地面粗糙度B类。根据风洞试验及现行规范查取体型系数，按0°，45°，90°，270°四个风向进行风荷载分布，风振系数取1.5。橡胶支座的刚度可以通过公式（1）计算得到：K=GA/h（1）其中：G为橡胶支座的剪切刚度0.98~1.47N/mm2A=a×b，a,b为橡胶支座的长度和宽度h为橡胶支座的高度最大截面应力比控制不超过0.85，杆件截面从Φ75.5x3.75，Φ89x4.00，Φ114x4.00，Φ140x4.50，Φ159x8.00，Φ180x12.0，Φ219x14.

7、0中优化选择。节点形式以螺栓球节点为主，局部采用焊接空心球节点。在竖向荷载标准值作用下，结构的竖向最大挠度为112mm