扬中市文体中心体育场结构设计

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1、扬中市文体中心体育场结构设计：扬中市文体中心的体育场是围绕比赛场地的一个环形建筑物，南北向布置，南北长197m，东西宽112.8m。因结构超长，将体育场的地面以上结构合理地分为若干个独立结构单元，屋顶雨棚为钢桁架屋盖，二者为混凝土结构和钢结构屋盖形成一个结构体系，采用多种计算模型和计算软件进行分析计算，可做类似工程参考。　　关键词：结构设计；超长结构；钢桁架屋盖；斜框架；圆管相贯节点；铰接节点　　Abstract:inyangzhongcitycenteraroundthestadiumisstyleofthegamefieldacircularbuilding,northandso

2、uthtodecorate,northandsouthlong197m,112.8mberindependentstructureunit,roofforsteeltrussroofcanopy,bothforconcretestructureandsteelstructureroofformastructuresystem,USESthemanykindsofcalculationmodelfortheanalysisandcalculationofthesoftilarproject.　　Keye;Pipephasethroughnode;Hingednode　　　　　　：S61

3、1：A：　　1.工程概况　　扬中市文体中心位于江苏省扬中市，整个用地东西长约500米，南北长约320米，呈L形，场地内地势平坦。扬中市文体中心由五部分组成，分为体育场、体育馆、游泳馆、综合健身馆和观光塔。其中体育场面积为30457.5平方米该体育场南北向布置，南北长197m，东西宽112.8m。总建筑面积30457.5m2，屋面最高处33m，其中混凝土楼盖最高处四层共计22.5m，钢桁架屋盖最高点33m，为多层公共建。　　2.结构设计　　2.1自然条件　　本工程的抗震设防烈度：7度；设计地震分组为第一组，特征周期值0.45s，设计基本地震加速度0.10g，建筑场地类别：III类。基本

4、风压：系列软件SATIDAS进行整体分析及屋面桁架、X架的设计。　　SATIDAS软件是通用有限元结构分析软件，并已嵌入中国规范，适用于建筑结构、体育场馆及组合结构等的分析与设计，可以较真实地反映本工程的实际受力状态。F区结构单元整体组合结构的计算结果见表二。　　表一SATIDAS电算结果：(F区)　　　　　　经过两种软件对比分析知，各软件结果均符合规范要求。　　2.4屋盖钢结构设计　　屋盖平面如下图3所示，纵向全长约288m，横向宽度约114m，屋面最低点自地面起，最高点结构标高约33m。　　屋盖荷载计算：活荷载取0.50kN/m2。屋盖自重由程序计算，屋面板及檩条自重取0.40k

5、N/m2，下弦吊挂荷载根据建筑做法及设备实际自重取值0.30kN/m2。　　温度作用计算时，考虑正负25℃温差。合拢温度15±3℃。　　　　图3.F区屋面模型　　　　体育场屋面采用钢桁架悬挑屋盖，为空间大跨度管桁架悬挑结构，和下部混凝土结构对应，分8个温度区，共有21榀主桁架及之间次桁架构成。主桁架为倒三角形，最大悬挑跨度为25m，最小悬挑跨度为9m，桁架间距约为18m。防震缝处利用次桁架悬挑9m设缝，以确保相互之间的自由伸缩。主次桁架采用圆钢管，节点类型为圆管相贯节点和焊接球节点。　　桁架结构的外荷载按静力等效的原则，将节点所辖区域内的荷载集中作用在节点上。结构分析时忽略腹杆节点刚

6、度的影响，假定节点为铰接，腹杆杆件只承受轴向力。具体设计结构时腹杆采用桁架单元，即腹杆只承受轴力。上下弦为一般梁单元，承受弯、剪、扭及轴向力。所有杆件采用空间模型进行有限元分析，各杆件内力和位移均按规范要求进行控制。下弦采用变截面圆管，最大直径处φ500x25,上弦最大直径处φ300x25，腹杆根据应力大小采用不同管径的圆管，主桁架轴侧图如下图4：　　　　图4.屋面三维模型　　2.5与钢筋混凝土结构的连接方式　　体育场悬挑屋盖钢桁架结构与混凝土结构的连接设计为铰支座，主要承受水平力及风荷载下产生的上拔力，支座示意图如下：　　　　图5.铰接节点图6.铰接节点　　2.6计算结果　　体育场

7、悬挑屋盖钢桁架结构采用MIDAS进行有限元分析及设计。主要计算结果如下：　　　　图7.挠度图　　　　图8.弯矩图　　体育场屋面桁架最大弯矩约414KN•m(桁架下弦杆)，杆件最大应力比0.95。满足规范要求，屋面X架杆件最大轴力约1121KN(中部上弦杆，压力)，绝大部分杆件最大应力比均小于0.90，满足规范要求。个别杆件应力比0.95。标准组合下最大挠度136mm,满足规范要求。　　3.结论　　主体结构采用合适结构缝使结构分成若干个独立的结构