某文化体育中心篮球馆综合体属复杂的大跨度高层建筑工程，从建筑功能上分为两大区域，即底部的篮球场地（多功能厅）和上部的八层商业区。底部的篮球场地需要很大的空间，而上部商业区又要求能够承担较大的使用荷载，这对结构设计是一个很大的挑战。
“初步设计方案”中，为满足建筑功能要求，沿建筑物的周边布置了16根砼柱子和四个砼角筒，做为结构的主要支撑构件，使建筑物的中央部分形成一个120米跨度的使用空间。在上部，利用八层商业区的高度，做成一个双向正交的空间桁架体系，商业区的各层楼板均支撑在空间桁架的斜杆上。
蓝球场看台部分的结构体系在“初步设计方案”中采用钢筋砼结构，看台作为一个砼壳，支撑在24根砼柱上，在看台的顶部设预应力环梁，并与主体结构柱子相连。
建筑物的基础在“初步设计方案”中采用桩基础。在主体结构部分采用直径2.4米，长50米的桩。看台和比赛场地部分，由于要抵抗地下水的上浮力，采用直径1.2米，长20米的抗拔桩。
作为方案阶段的“初步设计”，设计方案从概念上是可以实现的，但在某些地方仍显粗糙，如能进一步优化，会使其更加完善，以下提供三点优化建议。
在原方案中为论证方案的可行性，对主体结构进行了简单的受力分析，其中包括竖向荷载作用下的受力分析和地震作用下的受力分析，但就其计算简图和计算内容来看存在以下问题：
1.计算模型过于简化。
在计算竖向荷载作用的模型中，把支撑在主体桁架斜杆上的七层楼板荷载分别简化成集中力作用在桁架上、下弦节点上，没有考虑各层楼板荷载对斜杆的作用。在地震作用下的计算模型也同样没有考虑各层楼板对斜杆的作用，而是把地震作用直接施加给周边的主体结构柱上。这两种情况下所取的计算模型都没能反应结构的真实情况，其计算结果对桁架斜杆的内力会出现比实际情况偏小的数值，是不够安全的。
2.计算中没有考虑竖向地震作用。
主体结构的跨度为120米，按规范要求应考虑竖向地震作用。
3.计算参数取值不准确。
在做地震作用分析时参照的是GBJ11-89规范，且建筑结构的阻尼比取值0.05，与现行GB50011-2010规范要求有较大出入。
针对原方案在计算中存在的问题，我们再做相应的深化后，进行了结构计算分析。 首先对计算模型进行细化，将支撑在桁架斜杆上的七层楼板按实际情况反映在计算模型上，应用SAP2000及中国建筑科学研究院编制的PKPM系列之多层及高层建筑结构空间有限元分析与设计软件SATWE进行计算分析，两种软件结果相近。
在计算中所采用的计算参数均遵照现行规范的要求，在抗震验算时，同时考虑水平和竖向地震作用，结构的阻尼比取0.03。
以下为SATWE计算结果和初步设计计算结果的分析比较。
计算分析比较：
1.细化模型周期值较初设模型小，地震作用值大。
细化模型周期表
以下为中间榀斜杆在各工况下内力标准值计算结果：
![[纯干货]某大型体育中心结构方案优化（篇一）_19](/img/pubimg/grey.gif "[纯干货]某大型体育中心结构方案优化（篇一）_19")
三层边斜杆弯矩比较表（标准值-KN）三层边斜杆剪力比较表（标准值-KN）
三层边斜杆轴力比较表
从以上分析看，商业层楼板的输入使斜杆产生弯矩和剪力，竖向地震力对斜杆的影响也是较大的。
由此可见，初设简化模型及假定，没有充分反应出结构实际受力情况，尤其是斜杆计算，是偏于不安全的。
1.2关于将主体结构柱改为型钢（钢骨）砼柱或钢管砼柱的建议沿建筑物周边的16根主体结构柱和四个角筒是支撑整个结构的关键构件，其结构性能的优劣决定着整个建筑物结构的可靠性水准，目前方案中，主体结构柱采用的是钢筋砼柱，与采用钢结构柱相比，其刚度和防火性能要好，这对于减小结构在水平力作用下的变形和提高建筑在火灾中的抗倒塌能力都是非常有利的，但也带来了一些不利的因素。如主体结构的钢筋砼柱与其所支撑的空间桁架杆件的连接构造就是一个难处理的问题。空间桁架采用的是钢结构，要保证其杆件与钢筋砼柱连接的可靠性是件很不容易的事，尤其是在强震作用下更难保证，而这些连接节点又是非常重要的关键部位，直接影响上部结构的安全；又如钢筋砼结构与钢结构相比其强度和延性都有较大的差距，而主体结构柱又是整个结构中的关键构件，其强度和延性都必须达到很高的要求。为了使这些不利因素得到改善，建议将主体结构柱改为型钢砼柱或钢管砼柱，这样即保持了砼柱的刚度和防火性能好的优点，又能在很大程度上提高了柱的强度和延性，使结构的抗倒塌能力大大提高，同时柱中型钢或钢管与钢桁架同种材料，连接方便可靠，还可较好地解决柱子与桁架杆件连接困难的问题，虽然将钢筋砼柱改为型钢砼柱或钢管砼柱后，用钢量会略有增加，但这些付出是需要的、值得的，可以说是“好钢用在了刀刃上。”
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