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标签：体育馆钢结构结构设计竖向位移关键点

宝安体育馆大屋盖钢结构设计
王仕统姜正荣刘国玺李晖
(华南理工大学广州510641) (深圳市建筑设计研究总院深圳518031)
摘要宝安体育馆正在施工中。本文简述该体育馆大屋盖钢结构的设计，可供工程设计人员参考。
关键词大跨度钢结构；空间桁架
THE DESIGN OF THE STEEL STRUCTURE FOR
BAO-AN GYMNASIUM ROOFING
Wang Shitong Jiang Zhengrong Liu Guoxi Li Hui
(SCUT, Guangzhou, 510641) (Shenzhen Archi. Designing Insti.General, 518031)
Abstract Bao-an gymnasium is now being built. This paper gives a brief introduction to the design of the steel structure for Bao-an gymnasium roofing, which is helpful to designers.
Key words: long-span steel structure； spatial truss structure
1 前言
宝安体育馆大屋盖平面尺寸140m 140m(图1、图2)，造型新颖、独特，可容纳观众8000余人，是华南地区同类结构中悬臂跨度较大的建筑。大屋盖采用空间桁架钢管相贯结构体系，内径100m，周边悬挑长度19.300m~48.295m，桁架最大高度6.500m(图3)，桁架主管与支管夹角一般不小于30°[1]。屋盖沿圆周均匀布置24个支座。
　
2 屋盖结构设计
结构采用空间杆系有限元分析程序进行整体计算，荷载考虑上弦恒载：0.25kN/m2（轻屋面），活载：0.3kN/m2（不上人）、下弦活载：1.0kN/m2(圆内)、0.3kN/m2(圆外)以及修正后基本风压：0.77kN/m2，并考虑温度效应( ℃)，同时按7度抗震设防，Ⅱ类场地来考虑竖向地震作用。屋面风载按两种情况考虑：风吸力及水平风载[2]。
钢管选用Q345钢，采用无缝钢管，管径规格minf76x4，maxf402x16。考虑12种工况组合，其中主要工况组合下关键点、、、、 (图2)竖向位移见表1；杆件最大轴力见表2；大屋盖结构用钢量：68kg/m2。
主要工况组合作用下关键点竖向位移(mm) 表1
序号工况组合关键点竖向位移(mm)

1 1.0恒 167 53 3 -1 49
2 1.0恒+1.0活 97 1 -46 -41 170
3 1.0恒+1.0风1(风吸力) -236 -129 -73 -59 114
4 1.0恒+1.0活+1.0风1 -306 -180 -121 -100 234
5 1.0恒+温+30 172 55 4 0 40
6 1.0恒+1.0活+温+30 102 3 -44 -41 160
7 1.0恒+1.0活+1.0地震 104 3 -46 -41 172
为控制最大悬臂端点的竖向位移( 悬臂跨度 )，保证结构正常使用的必要刚度，采取了将每隔30°主桁架在圆心点全部贯通的做法，取得了很好的效果。
主要工况组合作用下杆件最大轴力(kN) 表2
序号工况组合最大拉力最大压力
1 1.2恒 1159 -2136
2 1.2恒+1.4活 1635 -2917
3 1.0恒+1.4风1(风吸力) 1857 -1753
4 1.2恒+1.4活+0.8风1 1476 -2899
5 1.2恒+温+30 1164 -2132
6 1.2恒+1.4活+温+30 1640 -2913
7 1.2恒+0.7活+1.3地震 1452 -2626
注：a. 根据与下部砼结构整体计算结果，采用弹性支座模型，水平( )向弹簧刚度系数均为3000kN/m，水平风载标准值总和约2500kN；
b. 支座最大水平位移：向-29.7mm，向42.0mm，两向合成51.5mm；
3 节点设计
由于屋盖的中心节点相交杆件太多，为保证传力明确，其节点设计大样，如图4所示。其它钢管相贯节点大样由施工单位(徐州飞虹网架公司)绘制。
4 结语
虽然宝安体育馆属于梁式结构体系，但采用大跨度空间桁架钢管相贯节点形式，造型美观、整体刚度好，可在体育建筑中推广应用。
参考文献
[1] 钢结构设计规范(GBJ17-88)．中国建筑工业出版社，1989
[2] 宝安体育馆风洞试验报告(设计院提供)．汕头大学土木工程系，1999

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