广州南沙体育馆屋盖钢结构设计论文观感.docx

体育场馆期刊观感 这次对体育场馆期刊文章的学习、阅读，我选择了空间结构2011年12月第17卷第4期2010年广州亚运会南沙体育馆屋盖结构设计。在查找众多期刊中的大跨度钢结构体育馆时，首先被广州南沙体育馆的外形吸引了。从外观上看，像两个海螺迭在一起，给人以自然清新的感觉，又像螺旋桨，给人以力量稳定的感觉，在夜晚时，灯光通明的映照下像两片交迭的翅膀展翅欲飞。让人忍不住对这座外形独特的体育馆产生一探究竟的想法，更想从我学习过的专业的角度去了解，解析这座我喜欢的体育场。南沙体育馆是2010年广州亚运会武术及体育舞蹈比赛馆，本馆建筑面积为3.0236万平方米，共设有8000余个观众席。建筑物的最大跨度98米，屋面高度最高处29.6米。这篇期刊文章主要讲述内容分为五个部分。从体育馆的屋盖体系，荷载的取值，馆内核心区屋盖结构的预应力设定及钢筋混凝土压环的设计及计算，节点设计以及屋盖结构张拉方案方面来研究的南沙体育馆，而且文章的侧重点在于馆内核心区屋盖的双重肋环-辐射形张弦梁结构体系的了解、说明、计算。第一部分为体育馆的屋盖钢结构体系，体育馆在建筑平面上大体可分为馆内核心区和外围附属区两大部分。外围附属区的屋盖建筑造型极为独特，共分为9个相对独立的双曲面结构单元，单元间片片层迭，每个结构单元均为钢结构刚架体系，刚架之间通过次梁和支撑形成了具有一定刚度的双曲面形状。馆内核心区屋盖结构采用双重助环-辐射形张弦梁结构体系，在课程中了解到张弦结构是一种由刚性构件上弦、柔性拉索下弦、中间连以撑杆形成的混合结构体系。张弦结构体系简单、受力明确、结构形式多样、充分发挥了刚柔两种材料的优势，并且制造、运输、施工简捷方便，也正因此具有很好的应用前景。张弦梁结构的受力机理为：通过在下弦拉索中施加预应力使上弦压弯构件产生反挠度，结构在荷载作用下的最终挠度得以减小，而撑杆对上弦的压弯构件提供弹性支撑，改善结构的受力性能。上弦的压弯构件一般采用拱梁或桁架拱，在荷载作用下拱的水平推力由下弦的抗拉构件承受，减轻拱对支座产生的负担，减小滑动支座的水平位移。也由此可见，张弦梁结构可充分利用高强索的强抗拉性改善整体结构受力性能，使压弯构件和抗拉构件取长补短，协同工作，达到自平衡，充分发挥了每种构件材料的作用，是大跨度空间结构中典型的刚柔结合的混合结构体系。体育馆内核心区为由内向外两个肋环-辐射形张弦梁结构（即外环结构和内环结构）迭合而成的直径答98米的大跨度屋盖结构。内环结构和外环结构从结构体系上来看是相似的，都属于肋环-辐射唤醒张弦梁结构。内环结构通过板铰连接的方式将自身荷载传递给外环结构的内侧边界。第二部分为荷载与作用取值及结构材料，所有的荷载取值都是根据建筑结构荷载规范取的值。从而也显示了解熟识规范对于结构专业的重要性。第三部分为馆内核心区屋盖结构的预应力设定及钢筋混凝土压环的设计。设计时考虑到了工程所处地理环境，屋盖设计风压很大。同时屋面的竖向荷载分布也不完全均匀对称，所以预应力度的确定直接关系到结构抵抗各种荷载的变形能力。同时也须确保在任何风吸作用下径向索具有足够的张力而不至于发生松弛现象等。为了确保以上问题屋盖结构设计时采用了相对较大的预应力值。钢筋混凝土压环梁为L型截面，在各种荷载组合下，用其截面最大应力和最小应力按双偏压进行配筋计算。文章中具体的计过程并没有给出，但是按照我的理解计算梁截面的内力以及截面的配筋可以用已经学过的结构力学和混凝土结构截面配筋计算得出。但是对于这么难的结构、这么大的工程以及计算的工程量我认识全部人工的运用结构力学的知识手算不太科学，应该是借助一些软件类似pkpm等构计算软件，用它进行设计计算，设计人员要对结果进行合理性的分析，人为的控制pkpm的计算过程，只有对一些具体的细节以及演算要手算检验是否安全。文章中给出了屋盖在不同阵型组合下的结构阵型图，具体得出的过程由于没有给出不是很了解，想到老师在课上提及到的对于楼盖抗震阵型的一些小软件的应用，觉得应该在课余的时间多看一些与本专业有关的书籍、多学习一些与本专业有关的应用软件来拓展充实自己的知识面。第四部分节点设计，考虑工期和节点的造价因素，本工程最大限度的选用了焊接型的连接节点，焊缝的焊角尺寸焊缝长度可按照规定计算。完全外露的节点设计成铸钢节点。铸钢节点的具体图片给出了，分别包括铸钢节点、屋盖外环结构与混凝土压环梁的节点、屋盖外结构和内环结构的连接节点。第五部分为屋盖结构张拉方案，首先在接近环索位置处设置两道环形贝雷架支撑体系，径像梁等所有上弦球面内的刚性构件安装就位，然后再将各拉索临时就位，并将径向索与千斤顶的工装相联系，为下一步的张拉施工做好准备。施工仿真的试验分析采用ANSYS软件。通过文章了解到了广州南沙体育场的钢屋盖建筑、设计的内容。对于张弦梁结构也有了更加