卡塔爾盧賽爾體育場次索結構傳力規律研究

王海明

(1 法爾?？臻g結構(上海)有限公司，上海 201101；2 北京約頓氣膜建筑技術股份有限公司，北京 100016)

1 工程概述

索結構通過軸拉力抵抗外荷載作用,可充分發揮材料強度,具有極高的結構效率,因此在大跨度體育場館中的應用比較廣泛,具有代表性的形式有懸索結構、斜拉結構、張弦結構和索穹頂等[1-2]。其中懸索結構常用的形式包括輪輻式徑向索桁架加內環索(如圖1的深圳寶安體育場[3])和單層雙向索網(如圖2的國家速滑館[4])等。根據建筑造型特點,也可以采用輪輻式索桁架、內環索與單層雙向索網組合的結構形式[5]。

圖1 寶安體育場

圖2 國家速滑館

盧賽爾體育場是卡塔爾2022世界杯的主體育場,觀眾總容量約92 000人(圖3(a))。體育場屋面東西方向高、南北方向低,呈1/4對稱關系,屋面包含主索結構(圖3(b))、次索結構(圖3(c))、拱桿和膜面。主索結構由外環梁、內環索和48榀徑向魚腹式索桁架組成,次索結構主要由次索撐桿和水平索組成(圖3(d))。次索結構水平索的作用除了為膜結構提供成型邊界外,也增強了主索結構的整體性和屋面剛度[6]。

圖3 盧賽爾體育場屋面結構示意

盧賽爾體育場水平索共1 152根,調節其中任何一根都將對其余鋼索的索力產生影響,水平索的傳力規律對于次索索網成型和索力控制具有重要的指導作用。因此本文基于現場施工實測數據,結合有限元數值模擬分析,系統研究了盧賽爾體育場次索結構的成型和傳力規律,揭示輪輻式索桁架、內環索與單層雙向索網組合索系的力學特征,為相似工程設計提供參考?！?br>