体育馆设计-屋盖结构选型.
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建筑结构选型题目建筑结构分析姓名 X X X学号 XXXXXXXXXX专业班级土木工程XXX班分院土木建筑工程学院任课老师 X X X目录引言 (3)工程概况 (4)建筑方案结构形式 (5)结构设计要点 (5)地源热泵系统 (5)环形管网的沟槽连接方式及其水系统设计 (6)拱铰设计 (8)总结 (11)参考文献 (11)引言国家体育场的外观以建筑结构的形式直接表现,立面形式和建筑结构达到了完美的统一。
国家体育场呈双曲面马鞍造型,东西向结构高度为68m,南北向结构高度为41m,钢结构最大跨度长轴333m,短轴297m,由24榀门式桁架围绕体育场内部碗状看台旋转而成。
结构构件相互支撑,形成网格状构架,如同一个用树枝编织成的“鸟巢”。
其中蕴藏深厚的东方文化内涵:即秩序、内敛的东方美学思想,建筑设计将看似无序的框架纳入严谨的受力体系中,使秩序中存在着无限的变化。
工程概况国家体育场工程总占地面积21公顷,高度69米,场内观众坐席约为91000个。
结构分为基座、屋顶与包厢。
基座与体育场的几何体合二为一,行人走在平缓的格网状石板步道上,步道延续了体育场的结构肌理。
步道之间的空间为体育场来宾提供了服务设施:下沉的花园,石材铺装的广场,竹林、矿质般的山地景观,以及通向基座内部的开口。
从城市的地面上缓缓隆起,几乎在不易察觉中形成了体育场的基座。
体育场的外观就是纯粹的结构,立面与结构是统一的,将建筑物的立面,楼梯,碗状看台和屋顶融合为一个整体。
为了使屋顶防水,体育场结构间的空隙将被透光的膜填充。
国家体育场包厢位于体育场的四层,赛后通过改造,赛后包厢的数量为140个。
它不仅提供了一个亲临其境的最佳观赛场所,更为社会企业和各界名流搭建一个交际、公关、答谢客户的社交平台。
建筑方案结构形式国家体育场工程为特级体育建筑,主体结构设计使用年限100年,耐火等级为一级,抗震设防烈度8度,地下工程防水等级1级。
工程主体建筑呈空间马鞍椭圆形,南北长333米、东西宽294米的,高69米。
大跨网架屋盖综合体育馆结构设计分析摘要:笔者以永州市道县一种体育馆作为研究对象,由于该体育馆屋盖横跨水平跨度较大,整体采用框架剪力墙结构和钢筋结构,为优化体育馆设计效果,应用有限元软件不断提升其结构设计模式,确保体育馆支座节点受力效果以及稳定性,保障体育馆屋盖结构满足施工要求。
关键词:大跨空间结构;网架;稳定;支座;节点;抗连续倒塌一、工程概况永州市一中体育馆设计规模为大中型体育馆,设计使用寿命为50年,占地面积约为13142㎡,设计观众座席数量约为3050,层高2层,拥有停车位114个,主体结构采用框架剪力墙和钢结构,地震抗震烈度为6级[1]。
二、体育馆结构设计(一)结构体系设计永州市道县一中体育馆屋盖主体采用网架结构,其中上层金属屋面采用金属铝板材料,整体的结构类型比较复杂。
该体育馆屋盖呈现“中间厚,两边薄”的特征,其中中间部分厚度约为30米,两边最薄处厚度为3米,网架横向跨度60.2米,纵向跨度为100.1米,体育馆网架剖面图如下图1所示,体育馆网架结构材料为碳素结构钢[2]。
图1体育馆网络架剖面图(二)荷载设计参考该体育馆网架结构材质和材料自重因素,设计人员设计上弦恒载值为0.75kN/m2,下弦恒载数值为 0.5kN/m2。
由于该体育馆的金属屋面顶层无座位,在不考虑其他因素的条件下,可以将上弦的检修荷载参数控制在0.5kN/m2以内,针对下弦荷载参数进行设计时,要参考通风管道、消防喷淋设备等因素,将其参数设置为0.5kN/m2,同时还要在该部分预留吊挂装置荷载承受区间[3]。
针对体育馆风荷载进行设计的过程中,由于体育馆屋盖结构类型特殊,非常容易受到风荷载因素影响。
根据《建筑结构荷载规范》 (GB 50009— 2012) 中的标准规定可知,针对体育馆风荷载参数进行确定时要提前开展风洞实验,待明确屋盖表层风压分布特征后方能开展后续设计工作。
道县一中体育馆委托专门的检验团队对体育馆屋盖开展风洞实验,计算风压如下:0.75kN/m2即50年一遇强烈大风会对屋盖结构稳定性造成影响。
西安奥体中心体育馆钢屋盖结构设计摘要:工期要求紧张的大跨度工程,网架结构具有较好的适应性。
传力直接是设计的追求目标,西安奥体中心采用了一系列的环向构件,结构受力合理。
高烈度区的大空间建筑抗震设计不能轻视,靠近支座处及跨中位置的钢屋盖杆件截面地震工况控制的情况比较常见。
钢构件的计算长度系数需通过屈曲分析进行复核确定。
关键词:肋环形双层钢网架;体育馆钢屋盖;钢斜柱;混凝土环梁前言西安奥体中心体育馆是一个甲级特大型综合体育馆,可以满足16种以上的国际单项赛事的比赛要求,是第十四届全运会的主赛馆,建筑面积 93200.43 ㎡,结构高度:41.360米,主馆地上四层,局部五层,无地下室,混凝土屋面高度29.50米。
内部主要轴网呈放射状,比赛大厅及看台位于建筑中部,看台以下部分结构形式为钢筋混凝土框架-剪力墙结构,看台采用清水混凝土预制看台。
屋盖结构为经纬式双层网架,支撑结构为直径136.6米轴线上的48根混凝土柱及外围的三叉钢斜柱,屋面总直径205.16米。
136.6米跨度内网架厚度5.2米,以外部分为2.0米厚+0~3.2米的第三层网架形成准三层的网架结构。
里圈网格间距5.0米左右,外圈网格间距2.5米左右。
其围护结构为网架上面铺金属屋面板及装饰面板,网架下弦吊挂着检修马道、中央斗式显示屏,但消防水不上屋面。
网架由钢斜柱及混凝土柱支撑。
网架节点分焊接球和螺栓球两种,对于杆件夹角较小者采用在焊接球外焊加劲板的办法予以加强,支撑网架混凝土柱顶采用成品盆式支座。
1、钢屋盖的设计荷载取值1.1、恒荷载钢网架屋盖结构自重由程序自动计算,Midas Gen计算时取(考虑节点重量):78.5x1.3=102kN/m3,MST计算时取:78.5kN/m3;建筑屋面装修:上弦部位防水屋面+保温及檩条重取:0.85kN/m2,下弦设备吊重(除马道外)取:0.2kN/m2,下弦有吊顶区域取:0.6kN/m2。
1.2、可变荷载不上人屋面可变荷载取:0.5kN/m2。
体育馆建筑常采用的空间组合形式在体育馆建筑设计中,空间组合形式是至关重要的一部分。
体育馆作为承载体育赛事和文化活动的场所,其空间组合形式需要兼具实用性、观赏性和舒适性。
在本文中,我们将从不同角度探讨体育馆建筑常采用的空间组合形式。
1. 主体建筑结构体育馆的主体建筑结构是整个建筑的基础和支撑,对于体育馆的空间组合形式至关重要。
常见的主体建筑结构包括圆形、椭圆形和方形。
这些形式各有特点,例如圆形结构可以使空间更加集中,椭圆形结构则可以增加建筑的动感和流畅性,方形结构则更注重空间的利用和多功能性。
在设计体育馆的空间组合形式时,需要考虑到主体建筑结构的形式对于观众席、比赛场地和其他功能区域的影响。
2. 观众席与比赛场地观众席和比赛场地是体育馆空间组合形式中的重要组成部分。
观众席的设计需要考虑到观众的观赛体验和舒适度,通常会采用坡度较大的设计,以确保观众席的视野和坐姿舒适度。
比赛场地的设计需要兼顾不同体育项目的要求,同时考虑到灯光、音响和视觉效果等方面的需求。
观众席和比赛场地的空间组合形式需要与主体建筑结构相互配合,形成一个完整的空间布局。
3. 辅助功能区域除了观众席和比赛场地,体育馆还需要包括一些辅助功能区域,如休息区、运动员更衣室、训练场地等。
这些辅助功能区域的空间组合形式需要考虑到功能的实用性和便利性,通常会布局在主体建筑结构的周边或地下空间。
在设计这些区域的空间组合形式时,需要充分考虑到运动员和工作人员的日常生活和训练需求,同时保证与观众席和比赛场地的连贯性和便利性。
个人观点和理解:体育馆建筑的空间组合形式在体育赛事和文化活动中扮演着至关重要的角色。
通过合理的空间组合形式设计,体育馆不仅可以提供观赏体育比赛的舒适环境,也可以为运动员和工作人员提供良好的训练和工作条件。
在设计体育馆的空间组合形式时,需要充分考虑到建筑结构、观众席和比赛场地的连贯性和便利性,充分体现体育馆建筑的多功能性和实用性。
总结和回顾:体育馆建筑常采用的空间组合形式是体育馆建筑设计中至关重要的一部分,它直接影响着体育赛事和文化活动的举办和观赏。
0 引言随着社会的不断进步,人们对建筑物的造型设计日益提升,建筑结构设计一体化的需求越来越强烈,结构不仅仅只起到建筑物的支撑作用,更是向外界传递建筑的艺术表现和设计风格的载体。
李丽等[1]在某会展中心展厅异形复杂大跨度结构选型与设计中选用了沿短向(南北向)布置“上承式”张弦钢拱架的结构方案,该结构方案结合了结构合理性及建筑效果,获得了建筑师的青睐,为该项目屋盖较理想结构形式。
陈进于等[2]对广州空港会展中心复合张弦桁架结构体系进行了选型与分析,利用结构参数化工具对多种类型展馆结构选型进行对比,综合建筑效果、使用需求和经济指标,采用复合张弦桁架结构体系,在沿海高风压地区具有优越的受力性能和建筑表现力。
孙海林等[3]在对贵阳某体育场大跨度悬挑罩棚结构设计研究中,根据建筑效果、施工条件及材料用量等多角度多方案比选,悬挑罩棚选用空间悬挑桁架与环桁架结构,经验算受力与变形均满足要求。
建筑结构比选方案是建筑设计中至关重要的一环[4]。
通过科学合理地比选建筑结构方案,可以确保建筑物的安全性、经济性和美观性,实现结构之美与建筑之美的有机结合。
本文通过两种结构方案比选及受力分析,为相关项目的设计师提供有益的思路,推动结构设计更好地成就建筑造型需求。
1 工程概况某主体育场选址位于恩施市,体育场建筑面积为4.01万m 2,总座位数30 000座。
体育建筑等级为乙级,可举办地区性和全国单项比赛要求;体育场规模为中型。
体育场平面投影呈椭圆形,长轴尺寸约为244m,短轴尺寸约为230m,看台上空的罩棚最大标高约为37.6m。
本工程有1层地下室,地下1层中间区域为比赛区,周边区域为体育赛事功能用房及停车库,层高为6m;地上周边区域为功能用房及看台区。
周边功能用房及看台区为3层,层高分别为4.4、4.5、9.5m,柱网尺寸为(6.8~11.5)m×(3.9~9.0)m,结构跨度为3.9~11.5m。
看台上空钢罩棚,最大悬挑跨度约为30m。
精品资料体育馆大跨度钢结构屋盖的结构设计........................................体育馆大跨度钢结构屋盖的结构设计【摘要】进入二十一世纪以来,在经济持续不断发展的过程中,建筑行业也进入到了一个蓬勃发展的时期,期间涌现出了各种不同的新兴建筑结构和新型工程设备,这类新兴技术和新型设备的应用,对于现代建筑工程结构性能的提升带来了巨大的便利。
如大跨度钢结构结构,该结构形式为大空间建筑结构的修建提供了更好的技术支持,本篇文章主要对某体育馆的大跨度钢结构屋盖设计进行了全面详细的阐述,从而对其中的关键环节进行了全面的计算,以期为其他大跨度钢结构建筑修建提供参考。
【关键词】钢管桁架;立体桁架;相贯节点大跨度钢结构是建筑行业不断发展过程中出现的一种极为优秀的建筑结构形式,该建筑结构形式自身所具有的结构性能能够为开阔性空间提供极为良好的结构支撑,避免结构出现各种不同的质量问题。
在大跨度钢结构实际施工的过程中,最为重要的便是对大跨度转换立体桁架计算、拱型倒三角形钢管桁架计算、构造处理、节点设计等几个方面。
下文主要针对体育馆大跨度钢结构屋盖结构设计进行了全面详细的阐述。
0.工程概况某体育馆建筑平面呈八角形,由65.4m×67.2m 矩形切角而成,地上三层,一层地下室。
地下室用作羽毛球馆、乒乓球室、健身房等体育训练用房及设备间。
一层局部为门厅及休息室,其余均不设楼板,以形成地下室大空间训练用房。
二层是由篮球赛场、看台、舞台等组成大空间运动馆,看台下夹层为办公室、会议室及休息室等。
三层和局部四层为休息室、灯光音响控制室及机房。
室内座位为3000 座。
屋盖结构横向由不等高三跨组成,中间主跨跨度33.6m,为一拱形倒三角形钢管桁架,凸出屋顶4.5m;两侧低跨为跨度15.9m 的斜屋面,坡度5%,采用网架结构;屋盖周边纵向柱距8.4m。
屋盖内无柱支承,在轴设一转换立体桁架,其上弦作为钢管桁架支座,下弦为网架屋面支座,立体桁架在轴间跨度为42.0m。
某体育馆屋盖钢结构方案比选与分析在进行体育馆屋盖钢结构方案的比选与分析之前,我们首先需要确定一些关键的设计要求和目标,例如预算、场地限制、设计规范等。
在本文中,我们将使用以下假设作为参考:1.预算:预算限制为500万人民币。
2.场地限制:体育馆的场地面积为1000平方米,地面高度限制为15米。
接下来,我们将比选和分析三种可能的屋盖钢结构方案:方案一:空间网格结构空间网格结构是一种常见的屋盖钢结构设计方案。
它由多个平行和垂直的钢杆组成,形成一个网格状的结构。
这种结构设计可以提供较大的自由度和刚度,并且适用于跨度较大的体育馆屋盖。
然而,这种结构也需要大量的钢材和较长的施工时间,在预算和时间限制下可能并不适用。
方案二:空间桁架结构空间桁架结构是另一种常用的屋盖钢结构方案。
它由多个三角形的钢桁架组成,形成一个刚性和稳定的结构。
这种结构设计可以提供良好的抗震性能和刚度,并且节省钢材用量。
然而,这种结构设计也需要大量的焊接工作和较长的施工时间。
方案三:拱形结构拱形结构是一种经典的屋盖钢结构设计方案。
它由多个弧形或曲线形的钢杆组成,形成一个呈拱形的结构。
这种结构设计可以提供良好的承载能力和抗风性能,并且具有较高的美观性。
然而,这种结构设计可能需要更多的钢材和施工技术,并且可能超出预算限制。
接下来,我们将对三种方案进行比较和分析:1.预算比较:根据预算限制为500万人民币,我们首先计算每种方案所需的钢材用量和施工成本。
通过比较各种方案的成本,我们可以确定最经济实用的方案。
2.抗震性能比较:根据国家标准《建筑结构抗震设计规范》,我们可以通过进行结构分析和抗震计算来评估每种方案的抗震性能。
通过比较各种方案的抗震性能,我们可以确定最安全可靠的方案。
3.美观性比较:美观性是另一个重要的考虑因素。
我们可以通过模拟和渲染每种方案来评估其外观和视觉效果。
通过比较各种方案的美观性,我们可以确定最理想的方案。
综上所述,对于体育馆屋盖钢结构方案的比选与分析,我们需要综合考虑预算、抗震性能和美观性等因素,以确保最佳的设计方案。
钢结构屋盖结构方案说明1、工程概况某国某体育场位于某国某省,为可容纳4万人的综合性多功能体育场。
位于看台上方的体育场钢结构屋盖系统,是由相互交叉的立体钢桁架所构成。
屋盖由体育场四周向中心悬挑(如图1所示),其一端的根部坐落在混凝土基础上,中间部位支撑于混凝土看台的顶端,向场地中心的悬挑长度约为30m,其三维透视图如图2所示。
图1 単榀结构示意图图2 某体育场三位透视图根据工程规模,建筑结构的安全等级与设计使用年限为:建筑结构的安全等级:一级;结构重要性系数:1.1;设计使用年限:50年(耐久性按100年设计);建筑抗震设防类别:乙类;建筑物的耐火等级:一级;2、设计遵循的规范根据总包的要求,钢结构设计采用中国的设计规范进行,所遵循的规范为:建筑工程抗震设防分类标准 GB 50223-2004 建筑结构荷载规范 GB 50009-2001 建筑抗震设计规范 GB 50011-2001 钢结构设计规范 GB 50017-2003 钢骨混凝土结构技术规程 YB 9082- 2006 建筑钢结构焊接规程 JGJ 81-2002钢筋焊接及验收规程 JGJ 18-2003钢结构工程施工质量验收规范 GB 50205-2001冷弯薄壁型钢结构技术规范 GB 50018-2002低合金高强度结构钢 GB/T 1591-1994建筑结构用钢板 GB/T 19879-2005碳素结构钢 GB/T 700-1988同时,在施工图设计时,我们还将参考如下国外技术文献:EC3:mon unified Rules for Steel Structures;AWS D1.1-90: Structural Welding Code-Steel, American Welding Society;Design Guide for Circular Hollow Section (CHS) Joints Under Predominantly Static Loading, International Committee for Development and Study of Tubular Structures (CIDECT); Design Guide for Hollow Structural Section Connections, CIDECT;3、设计荷载1)屋面荷载上弦恒荷载:0.30KN/m2(金属屋面+檩条等);注:原方案中取0.2 KN/m2。
1设计说明本次结构设计竞赛模型为体育场看台上部悬挑屋盖结构,整个模型包括下部看台、过渡木板和上部挑篷结构三大部分。
我们主要进行上部挑篷结构的设计与制作,并通过若干螺栓将柱脚与过渡木板连接。
其中,制作材料由主办方提供,采用230克白卡纸制作屋盖主受力支承骨架结构,采用120g/m2的布纹纸(屋面材料)制作围护结构。
竞赛目的是为了在全面满足竞赛要求的前提下,通过合理设计屋盖的结构形式以及屋面铺设方式,实现较大的结构强度、刚度以及稳定性,以承受静荷载和风荷载的作用,并且做到屋盖结构材料总质量尽可能小。
整个分析设计过程需要综合运用空气动力学、结构力学和材料力学等相关的力学知识。
综合悬挑结构的受力特点,最终采用的方案为变厚度桁架体系。
整个屋盖由3榀平面桁架支承,作为竖向主受力体系,之间通过横向系杆连接以防止面外失稳,增强结构的整体性。
支承骨架结构构件采用矩形管封闭截面(内套细管)及正方形封闭截面,,且在模型的制作中均使构件长度方向与白卡纸顺纹向同向。
总之,我们的设计理念是以尽量少的构件及材料,组建强度高、刚度好、稳定且高效的屋盖结构,实现将外荷载以最简捷的传力方式传向支座的目标。
合理的体系选取及构件截面设计,使该结构具有较好的视觉效果。
我们最终的结构设计方案的模型实体效果图如图1所示。
图12 结构选型根据竞赛规则,结构不仅承担竖向静荷载,而且需承受一定量级的风荷载,在重物作用和9m/s、12m/s风速两种情况下具有足够的刚度,且在12m/s2 风速下不发生破坏。
对于结构形式及造型而言,只要满足相关控制点的要求,对屋盖体系以及外形的选择不限,这为我们设计方案的选择提供了较大的余地。
我们在结构选型过程中分别从结构体系及结构外形两方面进行了分析。
在结构体系的选取方面,由于桁架体系的竖向刚度较大,能承受较大的弯矩作用,且传力最为直接、高效,非常适用于大悬挑结构。
另外,从模型制作的角度看,考虑到采用单纯的纸质材料较难实现复杂的节点形式制作以及预应力施加,因此本次结构不采用网架结构体系或预应力结构体系(如悬挂结构、张拉结构)的设计方案。
新疆通艺市政规划设计院新疆乌鲁木齐概要:内蒙古某体育馆直径98.6米,跨度最大91.8米,建筑面积约1.8万平方米,地下一层,地上四层,高33米,屋盖采用空间钢管桁架结构设计,桁架高3.6米,屋盖中心采用玻璃球顶,直径20米,中心凸起的玻璃屋盖采用单层网壳结构,本文对此建筑进行系统分析,供类似结构设计参考。
关键词:体育馆、大跨度、屋盖、钢结构1工程概况本工程规划地址位于内蒙古某市,建筑造型美观大方,融入了蒙古包等多种当地文化元素,是一座富有民族特色的体育文化建筑。
建筑面积约1.8万平方米,地下一层,地上四层,高33米。
效果图见:图1 轴测图、图2 立面图图1轴测图图2立面图本工程主体结构采用混凝土框架,基础采用独立基础+防水筏板。
屋面最大直径98.6米,跨度91.8米,两侧各悬挑3.4米,采360度卷边压型彩钢板屋面,屋面结构为空间钢管桁架结构,屋顶局部采用玻璃球面,直径20米,考虑结构透光和美观性,综合各方意见,中心凸起的玻璃屋盖采用单层网壳结构。
如下所示:图3图32荷载取值(1)恒载标准值(含檩条):彩钢板0.6KN/m2。
玻璃屋面1.5KN/m2。
恒载按展开面积计算,实际加载时根据屋面坡度进行计算放大。
(2)屋面活荷载标准值: 0.5KN/m2。
屋面活荷载按实际投影面积进行加载。
计算时应考虑半跨不均匀分布。
(3)风荷载标准值:根据《建筑结构荷载规范》,按100年重现期取基本风压:0.6kN/m2,地面粗糙度B类,由于建设方不能提供风洞试验报告,风荷载体形系数参考规范取值-0.6~-0.8,屋顶突出屋面局部考虑正风压0.6。
(4)雪荷载标准值:根据《建筑结构荷载规范》,按100年重现期取基本雪压:0.3kN/m2,雪荷载准永久值分区为Ⅱ类,屋面造型周边为凹型,需考虑积雪荷载。
(5)地震荷载:地震设防烈度为7度.基本地震加速度值为0.15g,地震分组为第一组,阻尼比为0.035,场地类别为Ⅲ类,场地特征周期为0.45秒。