胡國彬

（泉州中澤房地產(chǎn)開發(fā)有限公司 福建泉州 362000）

1 工程概況

上海某大學體育館位于上海市松江區(qū)

大學城內(nèi)，是學校內(nèi)基礎設施項目之一。工程設籃球比賽及訓練場地，建成后能承接籃球、羽毛球、排球等比賽。體育館可容納觀眾1630人。建成后的外貌。建成后的外貌方案見圖1。

圖1 外貌方案圖

工程屋蓋造型新穎，外形由成階梯狀的疊加園拱組成。屋蓋為平面兩條圓弧線，脊為一條圓弧線，沿脊的方向形成無數(shù)個圓組成的空間曲面。完整的平面長軸為76.5m，短軸60.8m。屋蓋結(jié)構(gòu)采用四角錐螺栓球節(jié)點鋼管網(wǎng)殼，網(wǎng)殼投影面積為4441m2，上弦支撐最大跨度60.8m。平剖面見圖2。

圖2 剖面圖

2 網(wǎng)殼設計

2.1 結(jié)構(gòu)選型及布置

工程屋蓋設計采用四角錐焊接空心球節(jié)點鋼管網(wǎng)殼，網(wǎng)格尺寸4250mm×3400mm，網(wǎng)殼厚3.5m。網(wǎng)架形式按建筑造型需要，縱向剖面每隔4250mm，網(wǎng)格上下弦節(jié)點提高0～900mm，保持同一個斜率呈斜直線，使得剛度保持連續(xù)。

橫剖面為連續(xù)的光滑拋物線曲線，保持剛度沒有突變。因而主受力網(wǎng)架的剛度在縱橫兩個方向上是連續(xù)的，形成整體性較好的近似于空間受力的柱面網(wǎng)殼。

為了滿足立面造型中屋面階梯狀的層層疊加的外觀，從建筑采光需要，節(jié)約能源，考慮盡量利用自然光源的要求，在弦節(jié)點處，設置了采光天窗，由屋面次結(jié)構(gòu)組成，結(jié)構(gòu)布置見。使得屋面板在每一個柱距8500內(nèi)，沿縱向呈水平，

橫斷面仍呈拋物線。剖面同時建筑造型在屋蓋的中部設置了小圓拱狀的側(cè)向采光天窗，在網(wǎng)架設計時將此圓弧部分做成小網(wǎng)架，與主網(wǎng)架連續(xù)，參與網(wǎng)架整體計算。

2.2 支承條件

由于網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)對邊緣支承構(gòu)件相當敏感，支承構(gòu)件除保證可靠傳遞豎向反力外，尚應滿足抵抗側(cè)向水平位移的約束條件。

圖3

本工程網(wǎng)殼縱邊支承設置在鋼筋混凝土柱頂并利用建筑物外立面造型需要設置Y型斜撐，使下部主體結(jié)構(gòu)可承受較的水平推力和豎向壓力。所以設計假定支承為橡膠支座。

3 網(wǎng)殼的計算分析

在結(jié)構(gòu)計算中，考慮的荷載（作用）包括結(jié)構(gòu)自重、屋面恒載、屋面活載、風荷載、溫度變化，地震作用。因為雪荷載小于不上人屋面活荷載取值，所以不考慮雪荷載，只考慮屋面活載。

荷載作用如下：

①上弦恒載0.5kN/m2（不含網(wǎng)架自重）下弦恒載0.3kN/m2馬道荷載0.2kN/m2；②基本風壓為0.55kN/m2；③屋面活載0.5kN/m2；④溫度作用按±25計算；⑤抗震設防烈度?、?，近震，IV類場地。根據(jù)規(guī)范進行了10種主要工況組合。

結(jié)構(gòu)分析采用微機板SFCAD軟件，網(wǎng)架支座采用橡膠支座。在荷載最不利組合下，網(wǎng)架的最大撓度理論值為60mm，變形率為1/1000。網(wǎng)架桿件最大內(nèi)力值：拉力455.0kN，壓力563.0kN。支座位移橫向19mm，縱向6mm，最大水平力300kN。網(wǎng)殼的整體穩(wěn)定滿足要求。

4 主要經(jīng)濟技術指標

4.1 鋼材選用

在確保網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的強度、剛度和整體穩(wěn)定均滿足設計規(guī)范、規(guī)定前提下，通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化計算，同時考慮施工備料，經(jīng)反復調(diào)整最終選用的鋼管有 9種（規(guī)格為 φ75.5×3.75～φ219×6），螺栓球 9種（規(guī)格 D110～D300），鋼管采用Q235B，螺栓球采用45號鋼。

4.2 鋼材用量指標

體育館用鋼材170t，按屋蓋投影面積計算用鋼量38.3kg/m2。

5 結(jié)語

在進行大型公共建筑設計時，結(jié)構(gòu)設計應充分考慮建筑的平面功能和立面造型與結(jié)構(gòu)受力特點的關系，使結(jié)構(gòu)選型能有機與建筑設計相配合。