普通中小型體育館設計流程及細部處理方法討論

邱輝

桂林市建筑設計研究院（541002）

普通中小型體育館設計流程及細部處理方法討論

邱輝

桂林市建筑設計研究院（541002）

按流程介紹普通中小型體育館的結構設計，并對會遇到的一些技術問題進行分析與提出處理辦法。

體育館；結構設計流程

0 前言

體育館設計流程與一般建筑物有不同，一些平時沒有注意的建筑條件圖需要預先處理。

普通中小型體育館結構一般劃分為六個部分：基礎（一般采用獨基或條基）、配套用房（一般位于一層或地下室）、交通疏散環廊及觀眾出入廳（一般位于二層）、看臺（一般位于三層且向下斜跨到二層）、柱頂環梁（一般設置在網架支撐柱頂，有時會設置多道）、屋蓋（一般為網架體系或者桁架體系），如圖1所示。

圖1 普通小型體育館結構

1 分析

1）用剖面圖按結構部分劃分建模層

首排看臺前的走道為挑出時，應注意走道下的凈高要求。建筑專業為使看臺整體視線最好會盡量壓低首排走道標高，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

觀眾大看臺的出入口一般設置在看臺中部，從看臺走道進入出入口不應有臺階，所以看臺梁出入口板面應按統一標高,也就是要降梁面標高，看臺采用混凝土墊高，如圖3所示。此時應注意降梁面后，梁下的功能房間是否能滿足使用要求。

圖3 看臺混凝土墊高示意圖

看臺梁在柱位軸線時應設計成框架梁。當梁邊線與看臺邊線不重合時，梁邊線到看臺邊線部分采用挑板處理，挑板下用砌體填充。

留意通風專業是否需要在看臺梁腹設置回風口，根據梁腹削弱情況采取加強措施，如圖4所示。

圖4 看臺梁腹設置回風口示意圖

體育館長度一般都超過《混凝土結構設計規范》的要求，但由于體育館主體一般都不設變形縫，因此要進行溫度作用計算，并加強抵抗超長結構溫度作用措施。例如：設置保溫隔熱層，超長方向雙層配筋并提高配筋率，設置后澆帶，控制澆筑混凝土的溫度、濕度，及時養護等。

2）繪制結構平面、立面布置草圖與建模

主流設計軟件都具有將CAD圖轉化為模型數據的功能，因此，對于體育館這類標高及平面關系較為復雜的建筑可先畫草圖再建模。

軸網轉化前處理。非正交的軸網一定要進行結構化整理后再導入軟件建模，將X、Y向與斜線匯集處的小三角形，通過移軸轉化為交點（如圖5所示）。移軸一般處理影響較小的軸線，處理軸點間距小于200 mm的軸線。

圖5 將小三角形轉化為交點示意圖

由于建筑視線分析的最優化，看臺一般為前低后高。因此繪制看臺斜梁立面示意圖時會發現看臺斜梁面為折線，結構施工圖處理按一個點兩條斜線逼近即可。看臺斜梁按最高、最低點連直線建模，看臺水平梁面按斜梁與水平軸線的交點標高建模即可，不必再使用軟件功能調整梁面標高。

首排及前排看臺標高一般低于二層環形交通疏散環廊，因此建模時將低于二層環形交通疏散環廊的部分歸于二層。與以上看臺相接時，只需在上層模型最下端建一根虛梁，與二層模型看臺節點標高對應即可連接。

帶軸線草圖轉化為模型數據。要檢查模型節點是否有錯亂，特別是三角地帶和看臺梁處。檢查梁柱是否有丟失，檢查柱偏心及梁偏心是否正確。

雙向看臺轉角處會有一個三角形平臺（如圖6所示）。三角形的兩條短邊不在三角形板面標高，此時一般按層間雙梁（一平一斜）或施工圖中梁面墊高處理。

圖6 雙向看臺轉角處的三角形平臺示意圖

屋蓋支座支撐柱的柱頂環梁，盡量保證梁面在同一標高、環狀設置。當柱頂標高不同時，環梁可為連續斜梁或搭接一跨設置。梁寬宜適當加大，上下縱筋均應通長且按受拉要求錨固及連接，梁側設扭筋。

3）屋蓋體系

根據建筑造型和柱位布置采用網架或者桁架體系。

以網架體系為例，按跨高比初步確定網架高度，注意當通風設備管穿過網架中或者檢修馬道置于網架中時的高度要求。

根據建筑造型及內場、外場高度要求選擇上弦支撐或下弦支撐。當建筑外場有大的懸挑造型時，一般選用下弦支撐，以利于網架挑出。當無懸挑或懸挑不大時，可選用上弦支撐。外懸挑部分可由鋼梁從柱頭預埋件挑出或由網架節點用鋼梁從上弦或下弦挑出。

根據各專業條件，確定網架的恒、活荷載，馬道及設備支點荷載，風荷載，地震荷載，溫度荷載，雪荷載等。

主體采用PKPM或盈建科設計時，可以使用PKPM或盈建科的網架模塊設計。當體育館規模較小、受力簡單、沒有網架模塊軟件時，可以使用3D3S軟件設計網架，等代鋼梁法計算主體結構。

4）模型整體計算指標

因為體育館不能按剛性樓板假定，柱長與計算樓層層高不相等，因此不能直接使用軟件計算出的層間位移比及彈性層間位移角。設計人員必須找到對應位置點的節點位移,按相關要求進行手工核算。

圖7 計算參數

2 結語

體育館結構設計時一些構件內力計算不可能很準確，如何簡化處理需要經驗的積累，因此構造措施的加強尤為重要。繪制施工圖時除了平面圖外，還要補充很多的立面關系圖。設計前可以去已建成的體育館去看一下，增加結構空間感和建筑物體量感。施工過程要常去現場查看，保證施工圖紙的表達與實物相符，以便及時發現設計過程中的問題，為今后的設計積累經驗。

[1]朱炳寅.網架結構設計手冊（實例及圖集）[M].北京：中國建筑工業出版社.

[2]邱輝.某體育館網架簡化建模及位移比指標計算的探討[J].河南建材,2011(5)：50-51.