山西體育中心體育館游泳館自行車(chē)館結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)綜述

山西體育中心體育館、游泳館、自行車(chē)館結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)綜述辯I川十目mft結(jié)椅』_羈≠術(shù)Ⅲ"△山西體育中心體育館游泳館自行車(chē)館結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)綜述楊想兵高穎傅學(xué)怡崔小民王濤周堅(jiān)榮席向宇劉鋒林欣一『4目％W＆月Ⅻ自№0日．nm100l提要m西體阿中心體身站游泳館自行牟館為一大艱復(fù)雜的體育建筑．總建筑晰視75062口東日總長(zhǎng)度約520m．南北向長(zhǎng)約120m蛙女跨世約88m根據(jù)建筑平面布簧．結(jié)臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的具體情況．F部犍凝±結(jié)構(gòu)在館之問(wèn)的連接體n設(shè)i4條水久鱧劃分為5個(gè)結(jié)構(gòu)單R行車(chē)館與育館之叫的連接十臺(tái)與兩館果用滑動(dòng)連接體育館與游諏跣水館之M的連接F臺(tái)々兩體之蚓結(jié)構(gòu)縫采朋m柱形式上部目結(jié)拇屋孟連成整體支承十F鄢個(gè)％凝±結(jié)構(gòu)單冗基礎(chǔ)為預(yù)麻力％凝十管樁F部為鋼筋m凝±框架剪力墻結(jié)構(gòu)．±部輛鯖構(gòu)覃棚采州多重弦支M殼空腹桁架t值腹晰批蛆臺(tái)體系豐文重點(diǎn)升日t部鋼結(jié)構(gòu)的拘＆．并對(duì)麟體結(jié)構(gòu)在重力風(fēng)地震溫度等多種荷載作用下的變形受力性能進(jìn)行r詳細(xì)j析．進(jìn)行r施t張拉模擬分析H腮非均應(yīng)Ⅺ度場(chǎng)效應(yīng)研究線形和非線性月∞穩(wěn)定分析靜力Pus00州分析多點(diǎn)輸?shù)亍斗磸R分析動(dòng)力彈塑性分析關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的目部有限元分析斷索分析等總結(jié)T些設(shè)計(jì)＆驗(yàn)可供同類(lèi)I．程參考關(guān)鍵詞大躊镕結(jié)椅．∞應(yīng)力．多重弦直H矗№T張拉丹析一工程概況山西體育中心自行車(chē)館體育館前淶跳水館及其連接平臺(tái)組成整體建筑為甲級(jí)體育建筑位于太原市濱河南路西側(cè)．新晉祠路東側(cè)總建筑面積75062m1東西總長(zhǎng)度約520m南北向長(zhǎng)約120m．最大跨度約88m最高點(diǎn)結(jié)構(gòu)杯高300米圖1建筑效果圖In建筑2010增H第十B全國(guó)現(xiàn)代結(jié)構(gòu)i程學(xué)術(shù)研討臺(tái)圖2室內(nèi)效果固二地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)根據(jù)山西省勘察設(shè)計(jì)研究院《山西體育中心巖土工程勘察報(bào)告》詳勘．20XX年12月擬建場(chǎng)地表第四系全新統(tǒng)沖洪積層以下土層依次為粉質(zhì)枯土粉土粉細(xì)砂粉質(zhì)粘土其中第層粉土粉細(xì)砂為中等液化土層本工程豎向荷載差異較大且上部鋼結(jié)構(gòu)對(duì)差異沉降敏感擬建場(chǎng)地淺層地基承載力相對(duì)較低且液化土層需進(jìn)行消除液化處理采用天然地基基礎(chǔ)方案難以滿足要求根據(jù)結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果．借鑒當(dāng)?shù)仡?lèi)似場(chǎng)地設(shè)計(jì)旌工經(jīng)驗(yàn)．經(jīng)多方案綜合經(jīng)濟(jì)性比較分析本工程采用頸應(yīng)力管樁樁徑0500樁端持力層分別為第5層粉土第6層粉細(xì)砂樁端進(jìn)入持力層深度均為15米平均有效樁長(zhǎng)分別約為2030單樁豎向及水平承載力特征值如下表所示三結(jié)構(gòu)體系根據(jù)建筑平面布置結(jié)合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的具體情況．下部混凝土結(jié)構(gòu)在三館之問(wèn)的連接體處設(shè)置4條永久縫劃分為5個(gè)結(jié)構(gòu)單元自行車(chē)館與體育館之間的連接平臺(tái)與兩館采用滑動(dòng)連接體育館與游泳跳水館之問(wèn)的連接平臺(tái)與兩館之間結(jié)構(gòu)縫采用雙柱形式上部鋼結(jié)構(gòu)屋蓋連成整體支承于下部五個(gè)混凝士結(jié)構(gòu)單元下部為鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)上部鋼結(jié)構(gòu)罩棚采用多重弦支網(wǎng)殼空腹桁架魚(yú)腹桁架組合體系圖3分縫示意圖In建筑2010增刊第十仝H現(xiàn)代結(jié)構(gòu)l靴學(xué)術(shù)研討會(huì)圖4結(jié)構(gòu)三維模型示意固圖5結(jié)構(gòu)三維模型局部放大示意圍一下部混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)成自行車(chē)館位于奉工程西端東側(cè)通過(guò)滑動(dòng)連接的連接體與體育館相連外輪廓近似橢圓長(zhǎng)軸約140米短軸約90米結(jié)構(gòu)寬度約100米體育館位于本工程中部其東西兩側(cè)通過(guò)連接體分別與游泳跳水館連接體與體育館相連．長(zhǎng)軸約160m．短軸約gSm設(shè)局部地下宣利用建筑較均勻相置的樓電梯問(wèn)以及比賽池跳水池的外墻布置承載力及延性均較好的砼剪力墻沿結(jié)構(gòu)長(zhǎng)軸均勻布置及布置在結(jié)構(gòu)四個(gè)角部提高結(jié)耗J的抗側(cè)抗扭剛度．與砼框架彤成框架一剪力墻結(jié)構(gòu)臺(tái)區(qū)利用建筑踏步設(shè)置密肋樓蓋設(shè)計(jì)考慮地基的有限約束剮度對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體溫差分析結(jié)臺(tái)工程的施工過(guò)程全年氣候統(tǒng)計(jì)資料井考慮混凝土的收縮楝變教應(yīng)合理準(zhǔn)確的對(duì)溫度進(jìn)行分析井進(jìn)一步采取施工構(gòu)造措施減小混凝土收縮及溫度應(yīng)力不利影響如留設(shè)后澆帶．混凝土低溫入模加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)覆蓋降低水泥用量．減小水灰比基礎(chǔ)粱設(shè)逢分塊等措施二上部鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)成上部鋼結(jié)構(gòu)整體屋蓋按屋盞r疆區(qū)域建筑功能的不同及結(jié)構(gòu)自身體系構(gòu)成不同將整體屋蓋劃分為7個(gè)區(qū)域A．G如圖7所示其中大跨場(chǎng)館區(qū)域采用多重弦直惻殼魚(yú)艘桁架．連接平臺(tái)上方聚用直腹桿空腹桁架魚(yú)腹桁架在各區(qū)域2問(wèn)及結(jié)構(gòu)的兩端利用建筑幕墻的支撐體系設(shè)置多榀鋼框架與南北兩側(cè)落地的鋼管柱形成整個(gè)屋蓋的豎向支承體系蘸粼峭圖6屋面鋼結(jié)構(gòu)分區(qū)示意圖ABC區(qū)域?yàn)槎嘀叵抑Э茪~(yú)腹桁架．DEFG區(qū)域?yàn)橹备箺U空腹桁架魚(yú)腹桁架各區(qū)域兩側(cè)鋼結(jié)構(gòu)為魚(yú)腹式桁架體系．沿縱向貫通兩端鉸接．支承于落地的鋼管柱L蜃丈跨度約21m最小跨5m度約l3m截面高度晟大21m最小IABC區(qū)多重弦支網(wǎng)殼為單向張弦梁及單層網(wǎng)殼的雜交改良體系由單層阿殼．士索次索掉桿以及斜拉棒鋼組成單層崩殼網(wǎng)格璇大為9rex84m嘲格粱為矩形方鋼管．正交布霄主次索布置在往l《k建筑200mH第十全目現(xiàn)代結(jié)構(gòu)『程學(xué)術(shù)"討會(huì)向阿格粱下方隔跨稚置主索與南北鋼管柱相連．次索j清北鋼管桂不連t拉索通過(guò)撐軒與上面的單層網(wǎng)殼節(jié)點(diǎn)相連同時(shí)設(shè)置斜拉棒鋼提高整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性整悻結(jié)構(gòu)宅間性能鞍好二維模型示意睡如圖7所示典型剖面如圖9所示艇x母o鼉諗圖7多重弦支闡殼體系示意圖固8典型榀示意圖毋叵圖9ABc區(qū)典型剖面示薏圖D區(qū)為單向直腹桿空腹桁架體系跨度27mi2m．截面高度j7m．EFG區(qū)為雙向直腹桿窄腹桁架體系．雖大跨度約53mDE區(qū)截面高度2mF區(qū)截麗高度25mF腥桁柴P弦F弦為矩J目鋼管通過(guò)矩形截面真腹桿相連典型劑I目l如躅10所示玀卜]南圖10DEF區(qū)典型剖面示意圖在DEFO處建筑主入u處設(shè)置拱形桁柴如圖11所示其中D區(qū)空腹桁架支承于左邊拱形桁架hF區(qū)空腹桁架及其下方體育館和游泳館的混凝十聯(lián)接平臺(tái)板支承于拱形桁架上如圖12所示圍1lD區(qū)空腹桁架及入口太拱示意圖圍12EFG區(qū)空腹桁架殛入口大拱示蠹圍I業(yè)建筑2010增刊第十屆全國(guó)現(xiàn)代結(jié)構(gòu)l程學(xué)術(shù)Ⅲ時(shí)會(huì)為提高屋盞系統(tǒng)的抗扭fj度協(xié)謂主敬桁槊的變形差異在柱項(xiàng)上端設(shè)置B劬0xS00的封邊環(huán)粱．同時(shí)沿屋面環(huán)向及各區(qū)連接部位設(shè)胃水平支掉設(shè)徑向水平支捧延伸至墻面形成封閉支撐體系．保證水平荷我的可靠傳遞如圖13所示繇爆萋鬻．p．一甜