某看台钢—膜结构设计介绍.pdf

第六届全国现代结构工程学术研讨会 某看台钢．膜结构设计介绍 苏建华1 梁兆鹏2 丁健3 娄吉宏1 李志甫1 2广州南方设计院，广州510635 (1广州市建筑科学研究院，广‘州510440 3广州百富盛空间膜建筑有限公司，广州510095) 摘要： 广州某已建成的运动场看台拟采用膜结构作为屋盖。本文简要介绍了该膜结构从方案到结构的设计过程，为各位 同行提供相关的设计信息。 关键词： 钢一膜结构，设计 一、 概述 现代建筑业的发展越来越多元化，新的建筑材料、新的结构形式不断涌现。膜结构就是其中的代表之 。现代膜结构建筑不但代表了先进的结构形式，而且具有造型优美、施工速度快、节省钢材等优点，因 此在现代社会中得到越来越多的应用。位于广州的一个已建成的运动场看台拟加建看台屋盖，在初步设计 中屋面是采用浅灰色大型屋面板。后来，业主看中了膜结构造型优美的特点，希望在运动场营造一种动感 的氛围，因此放弃了原有的屋面结构形式，拟采用膜结构作为屋盖取代屋面板。本文简要介绍了该钢一膜 结构工程从方案到结构的设计过程，为各位同行提供相关的设计信息。 二、方案设计 座位1922个。看台主体的钢筋混凝土结构已经完成，原砼柱露出约30cm长的钢筋，预备与上部钢柱联接。 初步设计中的两个建筑方案如图1的(a)、(b)所示。 (a) (b) 图1膜结构建筑方案 方案(a)中采用的是连续伞形膜，膜低点支承于悬挑的钢桁架上，膜高点与拉索连接，拉索另一端固 定于钢柱。方案(b)的主体钢结构由主次拱钢管桁架构成。其中主拱为了不占用跑道，向外斜倾5。，次拱 一端支承于看台钢柱，另一端支承于主拱。膜结构张拉于主次拱之间，膜的拉力可以平衡一部分倾斜主拱 自重对基础的力矩。 由于方案(a)的悬挑钢桁架与钢柱受力较大，需要设计成较大的截面，影响美观，而方案(b)美观而且 受力较为合理，因此业主采用了(b)方案。 838 工业建筑2006增刊 第六届全国现代结构工程学术研讨会 三、钢结构设计 X10，跨度为102．4m；次拱 管。该钢结构采用同济大学3D3S7．0进行截面设计，经计算，主拱采用①273 为_(9219X12，跨度为9．5～21．0m；次拱间还设置了一道压边桁架。膜结构张拉并支承在主、次拱和压边 桁架上。 图2看台钢结构平面图 图3看台钢结构空间图 钢桁架次拱截面为三角形(如图4示)，由(P219×12的上、下弦杆及其腹杆组成。整个次拱呈梭形， 12的斜柱和l根①127X6的斜撑支承。考虑到如果将斜柱 一端搭接在主拱上，另一端由4根(9219X 们21x4 1—1 图4次拱立面 柱脚处理为刚接，则较大的弯矩会对看台原有砼柱的受力不利，因此计算中次拱柱脚仍采用铰接。 各种钢结构的连接节点众多，由于难以全部采用软件进行设计，因此在参考了若干文献n~41后，进行 了节点的初步设计并采用人工手算进行了校核。 四、膜结构设计 膜材因有其特殊性，其型号根据甲方要求另定，但规格不应低于法国法拉利1202T，以保证其强度及 耐久性。 高度大约在20m，地面粗糙类别B，查得风压高度变化系数化=1．25； 工业建筑2006增刊 第六届全国现代结构工程学术研讨会