山西体育中心体育馆游泳馆自行车馆结构设计综述

山西体育中心体育馆、游泳馆、自行车馆结构设计综述

山西体育中心体育馆游泳馆自行车馆

结构设计综述

杨想兵高颖傅学怡崔小民王涛周坚荣席向宇刘锋林欣

一「4目％W&月XII自N&0日.nmlOOl

提要m西体阿中心体身站游泳馆自行牟馆为一大艰复杂的体育建筑.总建筑

晰视75062口东FI总长度约520m.

南北向长约120m蛙女跨世约88m根据建筑平面布簧.结台结构设计的

具体情况.F部犍凝土结构在馆之问的

连接体n设14条水久鳄划分为5个结构单R行车馆与育馆之叫的连接

十台与两馆果用滑动连接体育馆

与游敢跣水馆之M的连接F台々两体之蚓结构缝采朋m柱形式上部目

结拇屋孟连成整体支承十F鄢个％凝土结

构单冗基础为预麻力％凝十管桩F部为钢筋m凝土框架剪力墙结

构.土部辆鳍构覃棚采州多重弦支M壳空

腹桁架t值腹晰批蛆台体系丰文重点升日t部钢结构的拘&.并对麟

体结构在重力风地震温度等多种荷载

作用下的变形受力性能进行r详细j析.进行r施t张拉模拟分析H

腮非均应XI度场效应研究线形和非线性月

8稳定分析静力Pus00州分析多点输地《反庙分析动力弹塑性分析关健节

点的目部有限元分析断索

分析等总结T些设计&验可供同类I.程参考

关键词大踌铭结椅.8应力.多重弦直H矗N打张拉丹析

一工程概况

山西体育中心刍行车馆体育馆前深跳水馆及其连接平台组成整体建筑为

甲级体育建筑位于太

原市滨河南路西侧.新晋祠路东侧总建筑面积75062ml东西总长度约520m

南北向长约120m.最大

跨度约88m最高点结构杯高300米

图1建筑效果图

In建筑2010增H

第十B全国现代结构i程学术研讨台

图2室内效果固

二地基基础设计

根据山西省勘察设计研究院《山西体育中心岩土工程勘察报告》详

勘.20XX年12月拟建场地表

第四系全新统冲洪积层以下土层依次为粉质枯土粉土粉细砂粉质粘土其中

第层粉土粉细

砂为中等液化土层

本工程竖向荷载差异较大且上部钢结构对差异沉降敏感拟建场地浅层地

基承载力相对较低且液

化土层需进行消除液化处理采用天然地基基础方案难以满足要求根据结构

计算结果.借鉴当地类似场

地设计旌工经验.经多方案综合经济性比较分析本工程采用颈应力管桩桩径

0500桩端持力层分别

为第5层粉土第6层粉细砂桩端进入持力层深度均为15米平均有效桩长分

别约为2030单

桩竖向及水平承载力特征值如下表所示

三结构体系

根据建筑平面布置结合结构设计的具体情况.下部混凝土结构在三馆之

问的连接体处设置.4条永久

缝划分为5个结构单元自行车馆与体育馆之间的连接平台与两馆采用滑动

连接体育馆与游泳跳水馆

之问的连接平台与两馆之间结构缝采用双柱形式上部钢结构屋盖连成整体

支承于下部五个混凝土结构单

元下部为钢筋混凝土框架剪力墙结构上部钢结构罩棚采用多重弦支网壳空

腹桁架鱼腹桁架组合体系

图3分缝示意图

In建筑2010增刊

第十仝II现代结构1靴学术研讨会

图4结构三维模型示意固图5结构三维模型

局部放大示意围

一下部混凝土结构构成

自行车馆位于奉工程西端东侧通过滑动连接的连接体与体育馆相连外

轮廓近似椭圆长轴约140

米短轴约90米结构宽度约100米体育馆位于本工程中部其东西两侧通过连

接体分别与游泳跳水馆

连接体与体育馆相连.长轴约160m.短轴约gSm设局部地下宣

利用建筑较均匀相置的楼电梯问以及比赛池跳水池的外墙布置承载力及

延性均较好的破剪力墙

沿结构长轴均匀布置及布置在结构四个角部提高结耗J的抗侧抗扭刚度.与

碎框架彤成框架一剪力墙结构

台区利用建筑踏步设置密肋楼盖

设计考虑地基的有限约束刚度对混凝土结构进行整体温差分析结台工程

的施工过程全年气候统

计资料井考虑混凝土的收缩楝变教应合理准确的对温度进行分析井进一步

采取施工构造措施减小混凝

土收缩及温度应力不利影响如留设后浇带.混凝土低温入模加强混凝土养护

覆盖降低水泥用量.

减小水灰比基础粱设逢分块等措施

二上部钢结构构成

上部钢结构整体屋盖按屋盏r疆区域建筑功能的不同及结构自身体系构

成不同将整体屋盖划分为7

个区域A.G如图7所示其中大跨场馆区域采用多重弦直恻壳鱼艘桁架.连

接平台上方聚用直腹杆空腹

桁架鱼腹桁架在各区域2问及结构的两端利用建筑幕墙的支撑体系设置多

桶钢框架与南北两侧

落地的钢管柱形成整个屋盖的竖向支承体系

蘸粼峭

图6屋面钢结陶分区示意图

ABC区域为多重弦支科壳鱼腹桁架.DEFG区域为直腹杆空腹桁架鱼,腹桁

架各区域两

侧钢结构为鱼腹式桁架体系.沿纵向贯通两端较接.支承于落地的钢管柱L

蜃丈跨度约21nl最小跨

5m

度约13m截面高度晟大21m最小I

ABC区多重弦支网壳为单向张弦梁及单层网壳的杂交改良体系由单层阿

壳.士索次索掉杆

以及斜拉棒钢组成单层崩壳网格璇大为9rex84m嘲格粱为矩形方钢管.正交

布霄主次索布置在往

1《k建筑20OmH

第十全目现代结构『程学术〃讨会

向阿格粱卜.方隔跨稚置主索与南北钢管柱相连.次索j清北钢管桂不连t

拉索通过撑轩与上面的单层

网壳节点相连同时设置斜拉棒钢提高整体结构稳定性整悻结构宅间性能鞍

好二维模型示意睡如图7

所示典型剖面如图9所示

艇x母o

星逾

图7多重弦支阐壳体系示意图固8典

型根示意图

毋叵

图9ABc区典型剖面示意图

D区为单向直腹杆空腹桁架体系跨度27nl:2m.截面高度j7m.EFG区为双

向直腹杆窄腹桁

架体系.虽大跨度约53mDE区截面高度2mF区截丽高度25mF腥桁柴P弦F

弦为矩J目钢管

通过矩形截面真腹杆相连典型剂I目1如躅10所示

獴卜］南

图10DEF区典型剖面示意图

在DEFO处建筑主入u处设置拱形桁柴如图11所示其中D区空腹桁架支

承于左边拱形桁

架hF区空腹桁架及其下方体育馆和游泳馆的混凝十联接平台板支承于拱形

桁架上如图12所示

围UD区空腹桁架及入口太拱示意图围12EFG区空腹桁架殛入口大

拱示磕围

I业建

筑2010增刊

第十届全国现代结构1程学术山时会

为提高屋盏系统的抗扭fj度协谓主敬桁槊的变形差异在柱项上端设置

B勋OxSOO的封边环粱.同

时沿屋面环向及各区连接部位设胃水平支掉设径向水平支捧延伸至墙面形

成封闭支撑体系.保证水平荷

我的可靠传递如图13所示

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