文档介绍：某体育馆的结构分析及优化
[摘要] 依据第九届北京高校建筑结构设计联赛设计题目――北京建筑工程学院体育馆设计展开研究。结合建筑特点选择了结构形式――钢桁架,进行了结构部署,采取sap2021对体育馆进行建模分析,同时采取3d3s进行了结构优化,得到了合理的结构方案,研究结果可供中小型体育馆项目参考。
[关键词] 体育馆 结构分析 优化
1 引言
依据第九届北京高校建筑结构设计联赛设计题目――北京建筑工程学院体育馆设计展开研究。
体育馆工程总用地面积:平方米;建筑面积:10280平方米;体育馆长100m,宽70～85m,建筑控高:30米。建筑方案充足表现北京建筑工程学院辉煌的校史,蓬勃向上的发展前景,务实创新的学风,而且表示出“建工人”对于学校美好未来的寄语。该建筑落实了“绿色建筑”的设计标准,而且满足了全校师生举行大型室内集会、展示的建筑功效。本文关键对该建筑开展结构分析及优化,得到合理的结构设计方案,为类似工程提供借鉴。
2 结构分析
结构部署。综合考虑建筑方案的特点及结构受力荷载,采取钢管桁架结构。桁架跨度65~80m,间距6m。桁架截面宽度,高度,取节间长度,腹杆和弦杆的夹角30°～60°。为提升结构的整体性,增大刚度,在纵向设置四道联络桁架,两道在柱顶,两道在跨中;在两端及中部设置连接相邻两榀桁架上下弦节点的“X”形支撑。
模型及荷载
模型。将结构中的桁架拱、格构柱、纵向桁架、“X”形支撑按杆单元进行建模。
荷载及其组合。永久荷载。承重结构的自重、屋面板及檩条的自重、马道、吊挂灯具及其它设备的自重。按隶属面积折算荷载。可变荷载。活荷载:该屋面为不上人屋面,荷载标准值取/m�2,施加给上弦杆的活载标准值:×=/m。雪荷载:其方向沿竖直方向,设计基准期为100年。风荷载1:该结构主要性等级应为一级,设计基准期为100年。风荷载2:风荷载从面外加载到屋面上,垂直于每榀桁架的平面。因为本结构的纵向轮廓线是不规则的折线,从《建筑结构荷载规范》上不能确定其μ,在实际工程中应经过风洞试验来确定其最终的可靠的μ,本文研究中经过加强结构纵向刚度,不考虑纵向加载的影响。地震作用。根据《建筑抗震设计规范》GB50011―2021要求,本建筑为甲类建筑,建筑高度小于40m。北京市大兴区场地类别为Ⅱ类,地震分组为第一组,设计基础加速度值,抗震设防烈度为8度。由《钢结构设计规范》知:对于抗震设防烈度为8度的地域,考虑它的竖向地震作用。温度作用。经查得:北京市的平均气温为℃,最低气温为-12℃,最高气温为39℃。因此考虑正温差:39℃,负温差:-12℃。温度应力的作用,我们考虑温度的改变会在结构上产生内力,我们经过合适加大截面,来抵御温度所产生的应力,同时,该结构是门式桁架结构,能够经过其变形来释放温度应力。荷载组合。计算分析过程考虑了承载力极限状态下的有震、无震和正常使用极限状态下共13种荷载组合:
对于承载能力极限状态:×;×;×;×;×;×;×);×);×+××水平地震作用);×,对于承载能力极限状态:×恒载+×水平地震,对于正常使用极限状态:×恒载+×风荷载+