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1、当前体育馆结构设计技术要点研究摘要：本文结合某设计实例，分析了结构设计中体育馆的基础设计、抗震等级的选取、结构选型、结构计算和施工图设计，以下结论可供参考。关键词：体育馆；抗震等级；大跨度；钢架框架梁中图分类号：TU973+.31文献标识码：A文章编号：一、工程概况及地质条件某学院新体育馆位于开发区长兴路，地下1层，地上3层，总建筑面积约1.9万m2,结构总高度18.2m。主要结构平面布置如图1所示。图1根据地质勘探资料分析，本工程地下室基坑底揭露地层有残积土、全风化岩、强风化岩和松软土层，软硬不均，不宜直
2、接采用天然地基。稳定的强风化岩埋深不一，层面起伏较大；微风化岩层埋深变化较大，勘察结果显示其稳定岩层仅在西北角分布，且埋深超过25m,场地绝大部分钻孔在孔深超过20m后仍未揭露。本工程根据场地岩土工程特征，结合建筑工程结构特征，以及工期紧，设计选用施工速度快、成桩质量有保证、检测容易、工期短、造价较低的预应力静压管桩基础，桩径500mm,单桩竖向承载力特征值Ra=2000kPao由于基岩面起伏变化大，局部揭露有孤石，可能出现同一承台或相邻承台管桩桩长相差较大，管桩施工时可能会出现断桩的异常情况，因此设计中将
3、根据实际情况采用修改桩位、长螺旋引孔或改用冲（钻）孔灌注桩基础的处理措施。二、结构设计1结构选型设计本体育馆工程采用现浇钢筋混凝土框架结构，屋面平面尺寸75mX60m,仅在周边设有框架柱，采用60m大跨度钢架框架梁作为主要受力构件，框架梁之间加设次梁，形成钢架结构。楼面采用现浇钢筋混凝土梁板，楼板及看台板厚度均为120mm。屋面板采用热镀铝锌彩钢板，单层厚度0.6mm。周边框架柱为减小截面，与大跨度钢架框架梁连接的柱设计成H型钢混凝土柱，以提高其抗震性能。2抗震等级的选取本体育馆工程场地类别为II类，抗震设
4、防烈度为7度，设计基本地震加速度值0.10g,地震分组为第1组，设计特征周期为0.35s,基本风压值W0=0.5kNm2,体型系数取1.3。设计使用年限50年，建筑结构安全等级二级。根据标准，本体育馆工程属于重点抗震设防类别，应按本地区设防烈度提高一度的要求加强抗震措施，同时确定其地震作用。根据规范，本项目属“剧场、体育馆等大跨度公共建筑”，抗震措施按设防烈度提高1度选用8度，则框架抗震等级为一级。3荷载值的选取本体育馆工程均布活荷载标准值取值分别为：观看台、保管室3.5kN/m2,篮、排球比赛场4.OkN
5、/m2,休息室、小卖部、走廊、卫生间2.5kN/m2,楼梯3.5kN/m2,非上人屋面0.5kN/m2；附加恒载1.5kN/m2o4结构计算分析采用SATWE程序进行主体框架结构整体分析，考虑偶然偏心的影响及双向水平地震作用下的扭转影响，不考虑竖向地震作用，连地下室共设六个结构标准层，由于本工程建筑场地部分以上为大空间，楼板不连续，面内变形大，若采用刚性板假定则与实际情况不符，因此分析时定义了弹性楼板并按其计算结果进行楼板配筋。屋面大跨度钢架框架梁与周边柱采用刚性连接，框架主梁采用变截面弧形梁，跨度为60m
6、,截面为(1550^1300)X(450~350)X25(20)X35(25),次梁截面为248X124X5X8(HN250X125),均采用Q345B工字钢焊接而成，框架主、次梁均按钢梁构件在模型里输入进行分析计算。斜看台模型中采用斜梁进行模拟，以保持与实际一致。计算结果基本数据见表1,均满足有关规范要求。考虑到本结构的复杂性，计算中还采用了先进程序进行结构比照分析。混凝土梁柱、型钢柱、钢架钢梁均采用框架对象，楼板采用面对象，梁柱连接处采用节点对象，分析时程序自动将基于对象的模型转换为基于单元的模型进行分
7、析，再按单元显示分析结果。屋顶采用分块较小的薄板壳蒙在结构表面，用板壳自重模拟屋顶材料自重，薄壳的弹性模量取很小值，使其在整体刚度中贡献极小，其上施加板壳的活载和风载，由于屋面板材是通过標条传递给钢梁，因此屋顶薄壳不存在构件截面设计丢失荷载的问题，从而准确地完成对结构刚度以及荷载分步的模拟。材料特性完全按照真实的型钢混凝土和钢进行输入，以保证空间节点间真实的位移协调，最后得到准确的三维框架单元的轴向、弯曲、扭转、剪切变形包络图及应力比简图。对比两种程序计算结果，最后采用SAP2000计算结果进行屋面设计，其
8、他主体部分均采用SATWE计算结果进行设计。三、施工图的设计根据计算结果可得，大跨度钢架框架梁具体做法如图2所示。为减轻钢梁自重，设计中要求除两端各7m范围外（避免影响抗剪），钢梁腹部每隔加开设1个©600圆形洞口，以达到不影响钢梁受力又减轻自重的目的。因钢梁跨度达到60m,为控制好挠度，设计中将钢梁进行预先起拱做成弧形梁的形式，起拱高度1.333m。同时因梁跨较大，不方便施工吊装，故将钢梁根据截面变化分成5段，
