1 工程概况 锦州滨海体育中心体育场4.5万座,由A,B,C,D四个建筑分区组成。体育场长轴尺寸196.60m,短轴尺寸131.90m,B,D区顶部设钢结构罩篷;A,C区看台为二层,看台高14.990m;B,D区看台为四层,看台高34.170m。B区和D区罩篷大小相同、相互独立,分别位于体育场的东西两侧。 本工程混凝土看台设计采用设置伸缩缝(兼防震缝)的方案,共设置12道缝,将结构分为12个相互独立的部分,每个区块长度约为60~70m,在解决结构超长问题的同时,还可以改善看台的抗震性能;钢屋盖不设缝。
2 结构体系 结构体系为由混凝土看台及上部钢结构罩篷组成的混合结构。其中混凝土看台采用现浇钢筋混凝土框架结构体系;钢结构罩篷由钢罩篷桁架以及穿过其中的格构式落地主拱组成。
钢罩篷桁架分为26榀短向主桁架和3榀纵向次桁架,落地主拱为断面呈菱形的格构式构件,主桁架的上弦节点与落地主拱的下弦节点之间通过梭形拉压杆连接,连接节点设计为铰接;钢结构罩篷每组短向主桁架与最外侧纵向次桁架交接位置通过4根支座撑杆与Y形混凝土柱顶连接。钢筋混凝土看台构件均采用C40级混凝土,Y形混凝土柱截面尺寸为1.2m×1.6m;钢罩篷采用Q345B级钢。钢结构罩篷长向两侧挑出位置各由一组梭形柱支撑于基础顶面。罩篷结构落地主拱的跨度253m,拱中面矢高75m,短向桁架最大跨度52m。梭形拉压杆件设计为中间粗,两端细且截面(圆钢管)线性变化的构件,内置环形肋板,构造见下图。
3 风洞试验主要结论 罩篷风压主要表现出风吸力作用,分布总体上表现出与风的来流相垂直的特性,且基本呈现平行分布,即在垂直于来流的截面上风压系数基本接近;罩篷最大负压系数达到-1.44,出现于0°风向角;罩篷结构设计计算时,可考虑风压系数为0.2的正风压工况。
4 关键节点研究 本工程在梭形拉压杆与主拱下弦杆节点连接处,由于节点多杆件相交构造复杂,故设计采用了铸钢节点,铸钢材料为G20Mn5N,屈服强度为235 N/mm2,抗剪强度为135 N/mm2。采用ANSYS进行实体有限元分析,模型中所有构件的尺寸按实际节点尺寸建立。节点施加最不利组合工况荷载设计值。结果表明,节点在最不利荷载组合工况作用下可以保证安全。
文章作者:刘志伟 ,张晓新(哈尔滨工业大学建筑设计研究院,哈尔滨 150090)
详细内容请见《转自:建筑结构-公众号》杂志2013年第9期。
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