益陽(yáng)供電公司職工健身體育中心結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

崔凱

摘 要：益陽(yáng)供電公司職工健身體育中心位于益陽(yáng)市電力局龍洲路西側(cè)，地上一層，局部位置四層。建筑平面規(guī)則的矩形。由于體育運(yùn)動(dòng)場(chǎng)為大型公共建筑，結(jié)構(gòu)形式高大空曠。屋蓋采用空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，短方向跨度為38.8m，長(zhǎng)跨度方向?yàn)?8.8m。

關(guān)鍵詞：體育中心；網(wǎng)架結(jié)構(gòu)；大跨度結(jié)構(gòu)；模型對(duì)比；結(jié)構(gòu)分析

中圖分類號(hào)：TU31 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）18-0134-02

1 工程簡(jiǎn)介

本項(xiàng)目位于益陽(yáng)市電力局龍洲路西側(cè)的生產(chǎn)生活區(qū)基地內(nèi)。地上一層，局部四層，總建筑面積約3903.39m2，建筑高度17.9m。建筑平面呈規(guī)則矩形，詳圖1，東西方向66.6m，南北方向38.8m。東側(cè)為高大的球場(chǎng)區(qū)，設(shè)置籃球場(chǎng)2個(gè)，4個(gè)羽毛球場(chǎng)；西側(cè)的附屬用房區(qū)有7個(gè)乒乓球場(chǎng)，多種健身房（器械健身房、瑜伽房、健美操、桌球室）?？梢詽M足多種運(yùn)動(dòng)需要。

建筑抗震設(shè)防烈度為6度（0.05g），設(shè)計(jì)地震分組為第一組，設(shè)計(jì)特征周期為0.35s，場(chǎng)地類別為Ⅱ類，地面粗糙度為B類，基本風(fēng)壓0.4kN/m2，基本雪壓0.65kN/m2。

2 結(jié)構(gòu)形式

該場(chǎng)館外輪廓為規(guī)則矩形，主體結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系，局部四層。四層部分屋面也采用鋼筋混凝土樓面，為常規(guī)設(shè)計(jì)。一層部分屋面采用鋼網(wǎng)架屋面體系，下部采用獨(dú)立柱做上部網(wǎng)架的支撐。

由于建筑門(mén)窗以及結(jié)構(gòu)需要，分別在4.800、10.900、13.200、15.000、17.100設(shè)置封閉框架梁，其中15米處的框架梁為平衡網(wǎng)架支座水平力梁，防止網(wǎng)架支座處產(chǎn)生的水平力導(dǎo)致柱產(chǎn)生扭矩，17.1米出的框架梁為壓頂環(huán)梁。主要混凝土結(jié)構(gòu)框架柱截面采用500×500，600×1000（網(wǎng)架支撐柱）等，框架梁截面基本采用300×600、300×700等，網(wǎng)架部分采用正放四角錐網(wǎng)架體系，采用上弦支撐，網(wǎng)格尺寸在2.6～2.8的區(qū)間內(nèi)變化。主要受力方向?yàn)槎滔?。受力方向采用找坡形式，中部高?.4m，跨高比為11.5，滿足規(guī)范要求。鋼管采用無(wú)縫鋼管，Q235B，焊接球形式。受力方向鋼管典型截面有159×12、159×8等。

3 樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

工程場(chǎng)地地形平坦，起伏小，原始地貌屬于丘陵地貌，地貌類型單一。地層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，物理力學(xué)性質(zhì)均勻，無(wú)不良地質(zhì)現(xiàn)象分布，場(chǎng)地穩(wěn)定性良好，工程土質(zhì)分布均勻，厚度穩(wěn)定，力學(xué)性能好。本場(chǎng)地地下水類型主要為上層滯水，其水位埋深1.5m，水量較小，水位淺。由于本工程不設(shè)置地下室，不考慮抗浮。但施工過(guò)程中應(yīng)局部降排水，保證基坑不被水浸泡。工程場(chǎng)地土自上而下土層分布及主要地質(zhì)參數(shù)詳表1所示。

基礎(chǔ)形式可以采用天然基礎(chǔ)或者樁基礎(chǔ)。但從土層分布來(lái)看，①層雜填土厚度較厚，且含有軟弱下臥層，所以不適合采用天然基礎(chǔ)。所以本工程采用樁基礎(chǔ)。如果采用人工挖孔裝的話，樁長(zhǎng)較長(zhǎng)需穿過(guò)3層，造價(jià)較高，所以結(jié)合計(jì)算結(jié)構(gòu)和地勘建議，最終采用了長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁基礎(chǔ)形式（圖2）。以④粘土為持力層。樁徑500mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，單樁承載力特征值為550kN，樁長(zhǎng)約為15m。

4 上部結(jié)構(gòu)

西側(cè)附屬用房主梁截面主要為300×700，次梁截面主要為300×600，板厚取120mm，首層無(wú)樓板部分設(shè)置承臺(tái)間連系梁，主要截面為300×700。東側(cè)球場(chǎng)部分首層承臺(tái)連系梁截面主要為400×700，并且分別在4.800、10.900、13.200、15.000、17.100設(shè)置封閉框架梁，層間封閉框架梁截面主要為300×700。詳圖3。

本工程下部采用混凝土框架結(jié)構(gòu)，采用YJK軟件進(jìn)行下部混凝土計(jì)算，層間位移角分別為1/915（X方向），1/870（Y方向）。并采用SAP2000進(jìn)行對(duì)比復(fù)核，詳表2。兩個(gè)計(jì)算模型整體結(jié)構(gòu)自振特性如表2所示，由于本結(jié)構(gòu)類型屬于中部空曠結(jié)構(gòu)，扭轉(zhuǎn)位移比不具備實(shí)際意義，所以不對(duì)其進(jìn)行控制。

5 屋蓋鋼結(jié)構(gòu)

圖4為體育場(chǎng)地上方鋼結(jié)構(gòu)屋面部分。采用下弦支撐的正方四角錐網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)具有整體性好，布置靈活的特點(diǎn)，故選用此方式。網(wǎng)架平面尺寸54.5m×37.4m，上下弦主要網(wǎng)格尺寸2700×2500。如圖5所示，網(wǎng)架配合建筑要求，上弦按照建筑要求進(jìn)行放坡，下弦水平布置。受力最大處網(wǎng)架高度為3.4m，向兩端向下找坡，端部網(wǎng)架高度為2.6m。網(wǎng)架支座采用平板壓力支座，支座處設(shè)有混凝土圈梁用來(lái)平衡水平力。

網(wǎng)架采用正方四角錐方案，第一是能節(jié)約材料，第二是能夠讓桿件減少，使建筑的采光干更加通透。最后工程采用的截面均為圓鋼管，最小為60×4，最大為159×12，共6總截面形式。焊接球節(jié)點(diǎn)共5種規(guī)格，最小為240×8，最大為400×14。網(wǎng)架模型采用MST2016計(jì)算，采用SAP2000進(jìn)行復(fù)核，應(yīng)力比大部分位于0.55～0.75之間，中部最大變形為60mm，為跨度的1/633，滿足規(guī)范要求。

6 結(jié)語(yǔ)

益陽(yáng)市體育中心建筑功能復(fù)雜，除了功能性房間外，其余部分均為開(kāi)洞。對(duì)于不同跨度和功能的屋蓋結(jié)構(gòu)選取不同的結(jié)構(gòu)形式，如混凝土梁，鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架，使得結(jié)構(gòu)的整體性和施工便利性得到了一定程度上的保證，滿足現(xiàn)行各種規(guī)范以及規(guī)程的要求，從而進(jìn)一步保證結(jié)構(gòu)安全和施工質(zhì)量。

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