益陽供電公司職工健身體育中心結構設計

崔凱

摘 要：益陽供電公司職工健身體育中心位于益陽市電力局龍洲路西側，地上一層，局部位置四層。建筑平面規則的矩形。由于體育運動場為大型公共建筑，結構形式高大空曠。屋蓋采用空間網格結構，短方向跨度為38.8m，長跨度方向為58.8m。

關鍵詞：體育中心；網架結構；大跨度結構；模型對比；結構分析

中圖分類號：TU31 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）18-0134-02

1 工程簡介

本項目位于益陽市電力局龍洲路西側的生產生活區基地內。地上一層，局部四層，總建筑面積約3903.39m2，建筑高度17.9m。建筑平面呈規則矩形，詳圖1，東西方向66.6m，南北方向38.8m。東側為高大的球場區，設置籃球場2個，4個羽毛球場；西側的附屬用房區有7個乒乓球場，多種健身房（器械健身房、瑜伽房、健美操、桌球室）。可以滿足多種運動需要。

建筑抗震設防烈度為6度（0.05g），設計地震分組為第一組，設計特征周期為0.35s，場地類別為Ⅱ類，地面粗糙度為B類，基本風壓0.4kN/m2，基本雪壓0.65kN/m2。

2 結構形式

該場館外輪廓為規則矩形，主體結構采用鋼筋混凝土結構體系，局部四層。四層部分屋面也采用鋼筋混凝土樓面，為常規設計。一層部分屋面采用鋼網架屋面體系，下部采用獨立柱做上部網架的支撐。

由于建筑門窗以及結構需要，分別在4.800、10.900、13.200、15.000、17.100設置封閉框架梁，其中15米處的框架梁為平衡網架支座水平力梁，防止網架支座處產生的水平力導致柱產生扭矩，17.1米出的框架梁為壓頂環梁。主要混凝土結構框架柱截面采用500×500，600×1000（網架支撐柱）等，框架梁截面基本采用300×600、300×700等，網架部分采用正放四角錐網架體系，采用上弦支撐，網格尺寸在2.6～2.8的區間內變化。主要受力方向為短向。受力方向采用找坡形式，中部高度3.4m，跨高比為11.5，滿足規范要求。鋼管采用無縫鋼管，Q235B，焊接球形式。受力方向鋼管典型截面有159×12、159×8等。

3 樁基礎設計

工程場地地形平坦，起伏小，原始地貌屬于丘陵地貌，地貌類型單一。地層結構簡單，物理力學性質均勻，無不良地質現象分布，場地穩定性良好，工程土質分布均勻，厚度穩定，力學性能好。本場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。由于本工程不設置地下室，不考慮抗浮。但施工過程中應局部降排水，保證基坑不被水浸泡。工程場地土自上而下土層分布及主要地質參數詳表1所示。

基礎形式可以采用天然基礎或者樁基礎。但從土層分布來看，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。所以本工程采用樁基礎。如果采用人工挖孔裝的話，樁長較長需穿過3層，造價較高，所以結合計算結構和地勘建議，最終采用了長螺旋鉆孔灌注樁基礎形式（圖2）。以④粘土為持力層。樁徑500mm，混凝土強度等級為C30，單樁承載力特征值為550kN，樁長約為15m。

4 上部結構

西側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，首層無樓板部分設置承臺間連系梁，主要截面為300×700。東側球場部分首層承臺連系梁截面主要為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構，采用YJK軟件進行下部混凝土計算，層間位移角分別為1/915（X方向），1/870（Y方向）。并采用SAP2000進行對比復核，詳表2。兩個計算模型整體結構自振特性如表2所示，由于本結構類型屬于中部空曠結構，扭轉位移比不具備實際意義，所以不對其進行控制。

5 屋蓋鋼結構

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

網架采用正方四角錐方案，第一是能節約材料，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。焊接球節點共5種規格，最小為240×8，最大為400×14。網架模型采用MST2016計算，采用SAP2000進行復核，應力比大部分位于0.55～0.75之間，中部最大變形為60mm，為跨度的1/633，滿足規范要求。

6 結語

益陽市體育中心建筑功能復雜，除了功能性房間外，其余部分均為開洞。對于不同跨度和功能的屋蓋結構選取不同的結構形式，如混凝土梁，鋼結構網架，使得結構的整體性和施工便利性得到了一定程度上的保證，滿足現行各種規范以及規程的要求，從而進一步保證結構安全和施工質量。

參考文獻

[1]GB 50017—2003，結構設計規范[S].北京：中國計劃出版社，2003.

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