浅析体育场馆类结构的设计过程与方法 - 建筑结构.pdf

Building Structure 建闻天下 浅析体育场馆类结构的设计过程与方法 熊天齐/上海建筑设计研究院有限公司，上海 200041 1 体育场馆类结构设计过程 建立、模型的分析、结构构件的设计三个步骤。模型 体育场馆结构形式多样，造型各异，结构设计遇 的建立为前处理部分，主要是从几何和力学属性上模 到的问题往往是多方面的。目前体育场馆结构多采用 拟结构及其承受荷载的过程，包括模型几何的建立、 下部混凝土框架或混凝土框架-剪力墙体系，上部采用 定义约束、定义荷载以及定义边界条件等。结构在计 大跨钢屋盖或悬挑罩棚体系 （图1，2 ）。体育场馆结 算模型建立之后，需要定义分析工况、荷载组合、检 构的设计一般包括以下过程：结构的选型与布置→设 查模型，然后进行模型的分析。分析结果将提供周期、 定相关设计参数与设计控制指标→结构分析→杆件 振型、位移、构件内力、支座反力等信息。结构构件 截面的选择与强度校核→反复计算分析与优化设计 的设计为后处理部分，主要是与规范相结合的构件截 →节点设计。结构设计的“好” 、“坏”主要取决于结构 面验算，包括混凝土构件的配筋设计以及钢结构的应 选型、结构布置以及结构概念设计。 力计算与控制，这个步骤中构件的计算长度问题非常 重要，需要有足够的重视。 2 软件配合应用 体育场馆结构的分析需要采用三维空间有限元 分析软件，混凝土看台的设计会有 “层” 的概念，但上 部钢结构部分往往不具备“层” 的概念，软件的选用应 图1 混凝土框架看台+大跨钢屋盖体育馆剖面图 根据结构的力学特性有所选择。目前市面上的大型商 业软件很多，且各具特色，设计人员可以根据自己的 习惯选择。但无论采用哪种软件，一定要能够比较真 实地模拟结构的力学性能，能够建立合理、正确的结 构力学模型。因此对设计者而言，了解软件中材料的 属性与各种单元的力学属性是非常重要的。笔者在几 个体育场馆的设计过程中采用的设计软件情况如表 1 所示。 体育场馆设计常采用的软件及计算内容 表1 软件名称 计算内容 图2 混凝土框架-剪力墙看台+悬挑罩棚体育场剖面图 ETABS 单独混凝土结构的计算分析 结构概念设计一般指不经过数值计算，从整体的 钢结构几何建模、加载、初