天津理工大学体育馆位于天津理工大学新校区内,砼框架柱顶最高27.5m,钢膜结构最高点32.45m,包括中心赛场、训练馆及配套辅助用房,主体单层,局部三层,总建筑面积17100平方米,座位总数为5086座。屋盖采用先进的索穹顶结构体系,屋面采用膜材和金属屋面板两种材料。该体育馆屋盖是国内第一个跨度超过100米的马鞍形索穹顶结构,在世界范围处于领先水平。目前全国只有三个已经建成的索穹顶结构的建筑,但都为圆形并且跨度较小,理工大学体育馆是全国最大的索穹顶结构。
该工程索穹顶结构是 Geiger 型和 Levy 的结合体,内侧为 Geiger 型,最外圈为 Levy 型。环梁为高低不平的马鞍形,穹顶跨度达到102m。该索穹顶为非极对称结构,只有两个对称轴。结构内力非常大,拉索规格大,结构在短轴方向的Hs1和内拉环之间布置有内环直索。拉索最大规格为D133mm的高钒拉索,由于拉索单位重量大,索体本身的刚度也不能忽略,且整个索网和内拉环、撑杆的总重量达到353T,对展索和拉索提升都提出了很高的更求。另外该工程在长轴方向布置有土建结构,三层结构的高度为16.4m,在三层的边缘布置有5m高的柱子和梁,若采用提升工艺进行索穹顶的安装,则土建结构有很大的影响。
屋盖结构索系中拉索均为国产高钒索,规格及位置如图4。
总体思路:索系采用高空拼装的方法进行安装。首先利用中央塔架拼装内拉环,然后高空依次分批安装脊索、撑杆、环索、斜索,最后张拉XS4使结构成形。
拉索安装顺序为:脊索→外环索及外撑杆→斜索4→中环索及中撑杆→内环索及内撑杆→斜索1和直索→斜索3→斜索2。
第14步:拆除内拉环揽风绳,提升和张拉XS4就位。
图20 卸载完成后
[1]闫翔宇,马青,陈志华等. 天津理工大学体育馆复合式索穹顶结构分析与设计[J].建筑钢结构进展,2019,21(1):23-28.
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