文档介绍：广东某体育馆结构整体设计与分析
谭宝峰
(中国建筑科学研究院,北京,100013)
【摘要】某体育馆下部为钢筋混凝土结构,屋面采用平面桁架体系。采用屋盖模型及总装模型分别进行计算,整体模型采用两种有限元软件对比分析。工程立面造型复杂,通过风洞试验确定结构的风压分布和风振系数。通过结构模态分析、位移分析及整体稳定性分析等介绍体育馆结构设计中的几个关键环节,可供同类工程参考。
【关键词】平面桁架体系;风洞试验;模态分析;整体稳定性分析
1、引言
随着北京奥运会的成功举办,和2022年北京-张家口冬奥会的成功申办,我国体育事业迎来空前的快速发展时期,全国各地大力兴建各类体育场馆。体育馆建筑为实现特定的建筑功能,往往有其特殊的结构体系。本文以广东省某体育馆为工程背景,从结构体系、抗震分析、整体稳定等方面入手,介绍设计中的关键环节,并提出合理的设计建议。
2、工程概况
本工程位于广东省某市,是集比赛、休闲、健身于一体的市民体育中心,建成后既满足专业的体育比赛和训练,也能满足市民平时的运动健身,文化活动等需求。本项目包括一座4800座体育馆,一座游泳馆,一座训练馆。整个场馆区通过中央架空平台结合为一个完整的建筑群落;建筑坡屋面局部采用屋顶种植,形成自然山坡般的景观地形,打破传统建筑的生硬外观。本工程建筑效果图见图1。

图1 本工程建筑效果图
本文以训练馆为主要介绍对象,训练馆建筑面积6501m2,共2层。训练馆
首层设摔跤,柔道,举重,乒乓球等专项场地,二层为大空间,提供12片羽毛球训练场地。场馆入口设于中央架空平台、首层及二层。屋面由四片高低错落的折面组成,,前方为斜屋面,部分斜面落在室外平台之上。屋面采用直立锁边铝镁锰屋面系统,侧立面结合部分玻璃幕墙,前方斜屋面与两侧悬挑屋面相互呼应,整体充满灵动、现代的效果。
3、结构体系
本工程设计使用年限为50年;抗震设防类别为丙类[1],抗震设防烈度为7度(),设计地震分组为第一组[2];本工程建筑场地类别为Ⅲ类;框架抗震等级为三级,基础设计等级为乙级。
本工程根据地勘报告进行基础设计,设计中充分考虑结构受力特点,并结合当地类似场地情况、施工经验,基础形式采用桩基础。基础采用PHC-500(125)AB-C80型先张预应力管桩,桩端以强风化粉砂岩层作为持力层,总桩长40m,单桩竖向承载力特征值为1700kN。本工程场地地表附近存在较厚的软弱土及严重液化的淤泥质粉土,为消除液化土层带来的高桩承台效应,:7灰土换填处理。
训练馆长64m,宽53m,。主体采用钢筋混凝土框架结构形式,框架柱截面主要规格为800mmx800mm、600mmx600mm及直径600mm的圆柱。一层顶板高度5m,采用主次梁体系,外侧结构为室外平台,局部为双向找坡的斜坡道,为简化结构计算,此部分通过结构缝与连接平台部分断开。二层为大开间训练场,为增强结构的整体刚度,减小框架柱计算长度,在支撑屋盖的框架柱顶及中间布置两道环梁。
训练馆屋面由四片高低错落的折面组成,且高低屋面之间相互重叠,每片屋面在室外均有较大的悬挑。结合建筑立面效果,主体平屋面部分采用主次平面桁架体系。