【刀哥论项目20】一个体育馆的结构设计（需要会钢结构和混凝土结构设计）

我们做过的一个体育馆，项目总建筑面积143000平米，总投资约18亿。体育馆整体造型为椭圆球体，体育馆屋盖部分采用弦支穹顶结构, 平面为椭圆形，长轴126m，短轴86m，矢高7m，矢跨比为1/13。钢结构屋盖支承于36 根平面分布为椭圆形的钢管混凝土柱上，与下部主体结构形成整体，采用了开合屋盖，开合屋盖也称移动屋顶，是现代体育建筑的一个主要发展趋势，想开就开，想闭就闭，打破了传统室内空间与室外空间的界限，可以根据使用功能与天气情况在室内环境与室外环境之间进行转换：当雷雨风雪时将屋盖关闭，享受一种温馨与热烈；当天高气爽时将屋盖打开，感受自然之美。屋盖开启后室内外融为一体，尤其在夜晚，夜色与灯光融合，别有一番风味。


用midas、ansys和abaqus建立屋盖钢结构和下部看台结构整体模型进行结构分析 计算，用forran对上弦网壳所有节点及焊缝进行了承载力验算。在满应力准则法 的基础上，采用降低应力比的方法对体育馆上弦网壳杆件截面进行了优化;同时以 消除网壳对下部结构的水平推力为原则对下弦拉索预应力进行了优化。在以上优 化设计的基础上，考虑恒载、活载、雪荷载、风荷载、温度作用等工况组合，对 结构进行考虑几何非线性的静力分析，对不满足规范要求的截面进行了调整。同 时对屋盖网壳进行了考虑几何非线性和材料非线性的稳定性分析。


罩棚围护采用膜材料，固定屋盖采用空间钢桁架结构，沿周圈设置环桁架，中部 根据罩棚开口设“井”字形空间主桁架，环桁架与主桁架之间通过空间次桁架连 接。井字主桁架高度为19m，次桁架高为5m。井字桁架中两道南北方向桁架为活动 屋盖轨道桁架。两片活动屋盖采用平面桁架，每片活动屋盖由14台移动台车与固 定屋面连接。在主桁架下设置8个混凝土筒。

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