普通中小型體育館設(shè)計(jì)流程及細(xì)部處理方法討論

邱輝

桂林市建筑設(shè)計(jì)研究院（541002）

普通中小型體育館設(shè)計(jì)流程及細(xì)部處理方法討論

邱輝

桂林市建筑設(shè)計(jì)研究院（541002）

按流程介紹普通中小型體育館的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并對(duì)會(huì)遇到的一些技術(shù)問題進(jìn)行分析與提出處理辦法。

體育館；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程

0 前言

體育館設(shè)計(jì)流程與一般建筑物有不同，一些平時(shí)沒有注意的建筑條件圖需要預(yù)先處理。

普通中小型體育館結(jié)構(gòu)一般劃分為六個(gè)部分：基礎(chǔ)（一般采用獨(dú)基或條基）、配套用房（一般位于一層或地下室）、交通疏散環(huán)廊及觀眾出入廳（一般位于二層）、看臺(tái)（一般位于三層且向下斜跨到二層）、柱頂環(huán)梁（一般設(shè)置在網(wǎng)架支撐柱頂，有時(shí)會(huì)設(shè)置多道）、屋蓋（一般為網(wǎng)架體系或者桁架體系），如圖1所示。

圖1 普通小型體育館結(jié)構(gòu)

1 分析

1）用剖面圖按結(jié)構(gòu)部分劃分建模層

首排看臺(tái)前的走道為挑出時(shí)，應(yīng)注意走道下的凈高要求。建筑專業(yè)為使看臺(tái)整體視線最好會(huì)盡量壓低首排走道標(biāo)高，因此外挑走道一般采用挑板做法，以保證走人高度或活動(dòng)座椅安放高度，如圖2所示。

圖2 外挑走道的挑板做法

觀眾大看臺(tái)的出入口一般設(shè)置在看臺(tái)中部，從看臺(tái)走道進(jìn)入出入口不應(yīng)有臺(tái)階，所以看臺(tái)梁出入口板面應(yīng)按統(tǒng)一標(biāo)高,也就是要降梁面標(biāo)高，看臺(tái)采用混凝土墊高，如圖3所示。此時(shí)應(yīng)注意降梁面后，梁下的功能房間是否能滿足使用要求。

圖3 看臺(tái)混凝土墊高示意圖

看臺(tái)梁在柱位軸線時(shí)應(yīng)設(shè)計(jì)成框架梁。當(dāng)梁邊線與看臺(tái)邊線不重合時(shí)，梁邊線到看臺(tái)邊線部分采用挑板處理，挑板下用砌體填充。

留意通風(fēng)專業(yè)是否需要在看臺(tái)梁腹設(shè)置回風(fēng)口，根據(jù)梁腹削弱情況采取加強(qiáng)措施，如圖4所示。

圖4 看臺(tái)梁腹設(shè)置回風(fēng)口示意圖

體育館長(zhǎng)度一般都超過《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求，但由于體育館主體一般都不設(shè)變形縫，因此要進(jìn)行溫度作用計(jì)算，并加強(qiáng)抵抗超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)溫度作用措施。例如：設(shè)置保溫隔熱層，超長(zhǎng)方向雙層配筋并提高配筋率，設(shè)置后澆帶，控制澆筑混凝土的溫度、濕度，及時(shí)養(yǎng)護(hù)等。

2）繪制結(jié)構(gòu)平面、立面布置草圖與建模

主流設(shè)計(jì)軟件都具有將CAD圖轉(zhuǎn)化為模型數(shù)據(jù)的功能，因此，對(duì)于體育館這類標(biāo)高及平面關(guān)系較為復(fù)雜的建筑可先畫草圖再建模。

軸網(wǎng)轉(zhuǎn)化前處理。非正交的軸網(wǎng)一定要進(jìn)行結(jié)構(gòu)化整理后再導(dǎo)入軟件建模，將X、Y向與斜線匯集處的小三角形，通過移軸轉(zhuǎn)化為交點(diǎn)（如圖5所示）。移軸一般處理影響較小的軸線，處理軸點(diǎn)間距小于200 mm的軸線。

圖5 將小三角形轉(zhuǎn)化為交點(diǎn)示意圖

由于建筑視線分析的最優(yōu)化，看臺(tái)一般為前低后高。因此繪制看臺(tái)斜梁立面示意圖時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)看臺(tái)斜梁面為折線，結(jié)構(gòu)施工圖處理按一個(gè)點(diǎn)兩條斜線逼近即可?？磁_(tái)斜梁按最高、最低點(diǎn)連直線建模，看臺(tái)水平梁面按斜梁與水平軸線的交點(diǎn)標(biāo)高建模即可，不必再使用軟件功能調(diào)整梁面標(biāo)高。

首排及前排看臺(tái)標(biāo)高一般低于二層環(huán)形交通疏散環(huán)廊，因此建模時(shí)將低于二層環(huán)形交通疏散環(huán)廊的部分歸于二層。與以上看臺(tái)相接時(shí)，只需在上層模型最下端建一根虛梁，與二層模型看臺(tái)節(jié)點(diǎn)標(biāo)高對(duì)應(yīng)即可連接。

帶軸線草圖轉(zhuǎn)化為模型數(shù)據(jù)。要檢查模型節(jié)點(diǎn)是否有錯(cuò)亂，特別是三角地帶和看臺(tái)梁處。檢查梁柱是否有丟失，檢查柱偏心及梁偏心是否正確。

雙向看臺(tái)轉(zhuǎn)角處會(huì)有一個(gè)三角形平臺(tái)（如圖6所示）。三角形的兩條短邊不在三角形板面標(biāo)高，此時(shí)一般按層間雙梁（一平一斜）或施工圖中梁面墊高處理。

圖6 雙向看臺(tái)轉(zhuǎn)角處的三角形平臺(tái)示意圖

屋蓋支座支撐柱的柱頂環(huán)梁，盡量保證梁面在同一標(biāo)高、環(huán)狀設(shè)置。當(dāng)柱頂標(biāo)高不同時(shí)，環(huán)梁可為連續(xù)斜梁或搭接一跨設(shè)置。梁寬宜適當(dāng)加大，上下縱筋均應(yīng)通長(zhǎng)且按受拉要求錨固及連接，梁側(cè)設(shè)扭筋。

3）屋蓋體系

根據(jù)建筑造型和柱位布置采用網(wǎng)架或者桁架體系。

以網(wǎng)架體系為例，按跨高比初步確定網(wǎng)架高度，注意當(dāng)通風(fēng)設(shè)備管穿過網(wǎng)架中或者檢修馬道置于網(wǎng)架中時(shí)的高度要求。

根據(jù)建筑造型及內(nèi)場(chǎng)、外場(chǎng)高度要求選擇上弦支撐或下弦支撐。當(dāng)建筑外場(chǎng)有大的懸挑造型時(shí)，一般選用下弦支撐，以利于網(wǎng)架挑出。當(dāng)無懸挑或懸挑不大時(shí)，可選用上弦支撐。外懸挑部分可由鋼梁從柱頭預(yù)埋件挑出或由網(wǎng)架節(jié)點(diǎn)用鋼梁從上弦或下弦挑出。

根據(jù)各專業(yè)條件，確定網(wǎng)架的恒、活荷載，馬道及設(shè)備支點(diǎn)荷載，風(fēng)荷載，地震荷載，溫度荷載，雪荷載等。

主體采用PKPM或盈建科設(shè)計(jì)時(shí)，可以使用PKPM或盈建科的網(wǎng)架模塊設(shè)計(jì)。當(dāng)體育館規(guī)模較小、受力簡(jiǎn)單、沒有網(wǎng)架模塊軟件時(shí)，可以使用3D3S軟件設(shè)計(jì)網(wǎng)架，等代鋼梁法計(jì)算主體結(jié)構(gòu)。

4）模型整體計(jì)算指標(biāo)

因?yàn)轶w育館不能按剛性樓板假定，柱長(zhǎng)與計(jì)算樓層層高不相等，因此不能直接使用軟件計(jì)算出的層間位移比及彈性層間位移角。設(shè)計(jì)人員必須找到對(duì)應(yīng)位置點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)位移,按相關(guān)要求進(jìn)行手工核算。

圖7 計(jì)算參數(shù)

2 結(jié)語

體育館結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)一些構(gòu)件內(nèi)力計(jì)算不可能很準(zhǔn)確，如何簡(jiǎn)化處理需要經(jīng)驗(yàn)的積累，因此構(gòu)造措施的加強(qiáng)尤為重要。繪制施工圖時(shí)除了平面圖外，還要補(bǔ)充很多的立面關(guān)系圖。設(shè)計(jì)前可以去已建成的體育館去看一下，增加結(jié)構(gòu)空間感和建筑物體量感。施工過程要常去現(xiàn)場(chǎng)查看，保證施工圖紙的表達(dá)與實(shí)物相符，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)過程中的問題，為今后的設(shè)計(jì)積累經(jīng)驗(yàn)。

[1]朱炳寅.網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)（實(shí)例及圖集）[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社.

[2]邱輝.某體育館網(wǎng)架簡(jiǎn)化建模及位移比指標(biāo)計(jì)算的探討[J].河南建材,2011(5)：50-51.