安徽大学体育馆屋盖张弦网壳结构的试验研究与静立分析
几个大跨度弦支穹顶结构的比较与分析
几个大跨度弦支穹顶结构的比较与分析汇报内容一、弦支穹顶的结构特点二、结构组成对比与分析三、施工方案对比与分析四、小结一、弦支穹顶的结构特点结构特点弦支穹顶结构又称之为索承网壳结构，是传统的单层或双层网壳结构和索穹顶结构结合的衍生物，它综合了单层网壳和索穹顶结构优良性能于一体，是一个由单层或双层网壳代替索穹顶的上层索网后形成的一种新型杂交结构。
弦支穹顶结构通过下层索系、上层刚性网壳和竖向撑杆共同工作而承受外部荷载，结构通过对下层索系（径向索和环向索）施加预应力而为结构提供足够的竖向刚度，并在结构内形成水平作用自平衡的结构体系。
二、结构组成对比与分析典型工程近几年来国内对弦支穹顶结构进行了比较多的理论分析和试验研究，已经建成的弦支穹顶结构也不少，近几年建成的有：武汉体育中心体育馆(115X135m)、济南奥体中心体育馆（122m)、常州体育会展中心体育馆(120X80m)、北京工业大学体育馆（93m）、三亚体育中心体育馆（76m）、安徽大学体育馆(76.2m）等，我有幸参与了其中四个工程的施工。
这里将对其中体系、外形、施工方法上均有代表性的三个工程的施工技术做一个简要介绍。
安徽大学体育馆钢屋盖平面为边长44m的正六边形，对边距离为76.2m，正六边形柱网外接圆直径为88m，最大挑檐长度6m，屋盖最大高度11.55m；屋盖中央设置边长12m正六边形的采光玻璃天窗。
屋盖上层为箱型构件的正交正放网壳（中间采光顶为凯威特型），下层索系为4道环索、6道径索和撑杆组成，六边形的每边设置6个支座，在采光顶的正六边形周围和结构外沿正六边形周围分别各设置了一圈封闭的三管桁架，外沿的封闭桁架。
以人为本科技为先精工钢构集团JINGGONG STEEL GROUP 安徽大学体育馆斜拉杆斜脊梁撑杆环索以人为本科技为先安徽大学体育馆＋＋单层网壳支承索系与撑杆边缘支撑构件以人为本科技为先常州体育馆体育馆平面为椭圆形，长轴为120米，短轴80米，屋盖矢高23米。
某体育馆网壳整体稳定分析
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由于 该 屋 盖 结 构承 受风 荷 载 主 要 为吸 风 ， 结 对
图 ５ 半跨活荷 载布置 时一 阶线性屈 曲模 态
构的整体稳定起 有利 作用 ， 且鉴于计算 中考虑 了半
本工程下部结构平面投影 图见图 ２网壳模型 ，
满跨均布荷载进行，圆柱面 网壳和椭 圆抛物面网壳 宜补充考虑半跨活荷载分布， 但对 于结构形式为双 层与单层性质 同时具有 的接近 正 圆形 网壳如何进
行 稳 定性 分 析 未做 具 体 规定 ，使 得 设计 人 员 较 难 把
握， 本文对一实际Байду номын сангаас程做 了较全面的分析， 供设计人 员在实际设计中参考。
取 矩 形 ， 算 方 法 为 先 指 定 短 柱 高度 ， 据 下 列 公 折 依
１所示 。
网壳稳 定承载 力的影响 。
【 关键 词］ ＮＳ ； Ａ ＹＳ 网壳； 整体稳 定性分析 【 中图分类号］ Ｕ ５ ；Ｕ３ １２ Ｔ ３ ６Ｔ １． 【 文献标志码】 Ａ
Ｓ ａ ｉ ｔ ａｙ ｉ ｏ ａｔ ｅ ｈ ｌｏ ａ ｔｂｌ ｙ Ａｎ ｌｓ ｆ Ｌ ｔ ｃ ｄＳ ｅｌ ｆ ｉ ｓ ｉ
【 ｂ ｌ ｄ】 ｉｇｔｅＡＮＳ —ｎｔ ｅｅ ｎ ｎ ｌｓ ｏｔ ａｅ Ａ ｓｒ Ｕｓ ａ ｎ ｈ ＹＳｆ ｉ ｌｍｅｔ ａ ｉ ｓｆ ｒ， ｉ ｅ ａ ｙｓ ｗ
ｎ ｌ ｚ ｓｓ ｉ ｔ ｌ ｓ ｆｓ ａ ａ ｙ ｅ ｔｂ ｌ ｙａ ａｙ ｉ ｏ ｉ ｌｒｃｒ ｌ ｔ ｃ ｄ ｓ ｅｌ ａ ａｙ ｅ ａ ｉ ｎ ｓ ｍｉ ｉ ｅｌ ｔ ｅ ｈ ｌ ｎ ｌｚ ｓ ａ ｃ ａｉ ， ｅ ｅ ｔｔ ｈ ｔｂ ｌ ｙ ｂ ｈ ｖ ｏ ｆｌｔｉｅ ｈ ｌ ｏ ｉａ ｖ ｎ ｇ ｆ ｃ ｏ ｔ ｅ ｓ ｉ ｔ ｅ ａ ｉ ｒｏ ａ ｃ ｄ ｓ ｅｌ ｆｄ ｓ ｄ ａ ｔ ｅ ａ ｉ ａ ｌ ｅ ｏ ｄａ ｄｂ ｔ ｍ ｒ ｃ ｕ ｅ ｉ ｌ ａ ｏ ｏ ｓ ｕ ｔ ｒ ． ｖ ｎ ｔ
正六边形平面弦支穹顶结构施工技术
确定了张拉顺序后，采
用ＡＮＳＹＳ软件对整个张拉 施工过程进行了施工仿真分
析，以确定每步的张拉值和
结构的变化情况。ＡＮＳＹＳ施
工仿真分析模型如图３所 示。
经过计算分析，每级张
图３施工仿真分析模型
拉完成后各预应力杆件的预应力值如表２所示，张拉
完成后最外圈环向索ＨＳｌ的预应力值与设计值误差最 大为１．２％。在张拉过程中，结构的最大向上位移为
１结构体系
本工程屋盖为弦支穹顶结构，屋盖结构主要由８ 部分组成：外桁架、内桁架、主脊梁、径向梁、环向梁、局
部突出屋面钢结构、中央采光顶钢结构和预应力杆件。
屋盖结构体系主要受力构件采用Ｑ３４５方钢管。主要构 件的截面尺寸为：主脊梁口７５０×３５０×１２×１６。环向梁 口５００×３００×８ Ｘ １０、径向梁口６００ Ｘ ３００×８ Ｘ １０、采光
该结构平面为正六边形，考虑施加预应力应该对 称的原则，径向钢拉杆的张拉可采用２种方法：①同时 张拉对称的３个轴线的径向钢拉杆，这样张拉１圈径 向钢拉杆就需分２步完成；②同时张拉６个轴线的径 向钢拉杆。假定结构为一级张拉成形，则２种张拉方 法的优缺点如表１所示。由表１可知，第１种张拉方 法比较经济，但是本工程由于工期要求，采用第２种张 拉方法。
安徽大学体育馆位于安徽大学新校区内，建筑造
型呈钻石形，平面为正六边形，柱网外接圆直径为
内外双重张弦网壳结构的模型设计及静力试验
内外双重张弦网壳结构的模型设计及静力试验姚云龙;董石麟;刘宏创;夏巨伟;张民锐;祖义祯【期刊名称】《浙江大学学报（工学版）》【年(卷),期】2013(047)007【摘要】为了研究内外双重张弦网壳结构整体预张力的分布特性和静力荷载下的内力和变形特点,按照1∶15比例设计和制作了乐清体育馆屋盖的缩尺模型.将整个结构分为索杆部分和梁元部分,根据相似性原理确定模型各参数的相似比;进行构件和节点的设计,讨论模型设计的有效性;根据试验内容和模型特点确定试验的加载方案和测量方案,对该模型进行全垮加载试验.研究结果表明:有限元分析结果和试验值吻合较好,试验模型的设计、加载方式和测量方案满足要求;全跨加载情况下的结构内力和变形基本上呈线性变化,说明体育馆采用的新型内外双重张弦网壳结构具有良好的承载能力和结构刚度,结构体系安全可靠.【总页数】11页(P1129-1139)【作者】姚云龙;董石麟;刘宏创;夏巨伟;张民锐;祖义祯【作者单位】浙江大学空间结构研究中心,浙江杭州310058;山东大学(威海)基建处,山东威海264209;浙江大学空间结构研究中心,浙江杭州310058;浙江大学空间结构研究中心,浙江杭州310058;浙江大学空间结构研究中心,浙江杭州310058;浙江大学空间结构研究中心,浙江杭州310058;浙江大学空间结构研究中心,浙江杭州310058【正文语种】中文【中图分类】TU393.3【相关文献】1.国家体育馆双向张弦结构静力性能模型试验研究 [J], 秦杰;覃阳;徐亚柯;李振宝2.某雨棚多跨连续张弦梁结构的设计与静力弹塑性分析 [J], 赵奋;胡晓娟;冯峰3.基于多尺度模型的单层球面网壳结构静力稳定性分析 [J], 姜明龙; 朱南海; 陈大龙4.张弦网壳结构的静力分析与施工过程优化分析 [J], 孔丹丹;丁洁民;何志军5.张弦式网壳结构中的拉索预应力值设计方法的应用研究 [J], 唐红;蔡元奇因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
关于大型体育馆网壳结构设计实例探讨
关于大型体育馆网壳结构设计实例探讨作者：徐春娇来源：《建筑工程技术与设计》2014年第36期【摘要】本文结合工程实例，主要针对某大学体育馆网壳结构设计要点，主要从结构受力特点、杆件及节点设计等方面进行了论述，旨在为公共建筑结构设计工作提供参考依据。
【关键词】体育馆；结构设计；大跨度钢结构；网壳结构引言在建筑结构形式中，网壳结构具有强度高、重量轻、组装简单、薄壳结构受力合理等优点，是大跨度空间结构中一种举足轻重的结构形式。
这种结构广泛适用于复杂多变的建筑当中，不仅能够满足人们对建筑物的功能要求、感观要求，而且具有很好的经济效益，因此在大跨度公共建筑中得到了广泛的应用。
本文结合工程实例，主要探讨某大型体育馆网壳结构设计要点，旨在为了大家提供借鉴。
1 项目概况某大型体育馆，总建筑面积15300m2，建筑高度30m，主要由排球馆、篮球馆、乒乓球馆及配套用房组成。
基础采用钢筋混凝土框架结构。
本工程设计的使用年限为50年，建筑物重要类别为丙类，建筑结构的安全等级、耐火等级及屋面防水等级都为二级，抗震设防烈度为7度。
2 结构选型与布置2.1 结构选型合理的大跨度空间结构形式在满足建筑功能要求的同时，还应具有安全耐久、结构轻巧、受力合理、经济适用、造型美观等特点。
根据该体育馆的空间形体及平面形状，初步可选择的结构方案有4种：1）空间折板网架；2）辐射状空间桁架；3）平立面转折处采用空间桁架，顶部采用单层网壳结构，整体形成“空间桁架+单层网壳”的结构体系；4）平立面转折处采用空间桁架，顶部采用双层网壳结构，整体形成空间管桁架-双层网壳复合结构体系。
经分析可知，方案1显得厚重，且影响立面采光带效果；方案2桁架汇聚中心时需进行桁架归并处理，间断布置桁架从美观上看对顶部采光顶的视觉效果也有一定影响，且支座反力较大；方案3视觉效果较好，但由于顶部隆起处矢跨比很小，只有1/13，单层网壳的稳定问题极其突出。
从美观上来讲，方案3优于方案4，方案4优于方案1、方案2；从用钢量要小、刚度要大、支座反力要小、稳定性要好的角度，方案1优于方案4，方案4优于方案2、方案3。
国家体育馆双向张弦结构预应力施工技术
－１２０
２００
－１１０
－１００ １ ２３４
钢结构应力监测位置编号 ａ 钢结构应力
７０
１７０
１４０
１１０ １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ 竖向位移监测位置编号 ｂ 竖向位移 实测值 理论值
５０
３０
１０ １ ２ ３ ４ ５ 水平位移监测位置编号 ｃ 水平位移
图６ 张拉完成后监测结果
６ 结语
１）双向张弦结构的空间作用明显，在预应
本工程采用对钢索分批张拉的方式。预应力 施加分２级，第１级张拉到控制应力的８０％，第２ 级张拉到控制应力的１００ ％，达到设计要求的预 应力状态。
张拉过程考虑了２种方案： ①方案１ 第１级张 拉千斤顶由两边往中间移动，对称张拉，前４步 每次同步张拉４根索（２根横向索，２ 根纵向 索），在第４步张拉完成后，纵向索张拉完毕， ５ 、６ 、７步分别张拉２根横向索；第１级张拉完成 后，千斤顶移到结构中部，然后进行第２级张 拉，第２级张拉千斤顶由中间往两边移动；② 方案２与方案１相反，第１级张拉千斤顶由中间 往两边移动，第２ 级张拉千斤顶由两边往中间 移动。
13
PRESTRESS TECHNOLOGY
《
》２０１１年第５期总第８８期
力施工过程中，各榀钢索的拉力相互影响，因而 其施工过程与单向张弦结构相比复杂得多。
２）在施工前期需进行大量的计算分析，并 与设计院配合进行拉索节点设计和张拉工装的设 计等。
３）预应力施工方案的确定需综合考虑结构 的特点、施工场地与工期等多种因素，并对多种 方案进行比较，选出较优秀的方案。
综合各种因素，选择方案１作为最终张拉 方案。
３ 张拉工装的设计
张拉工装指预应力施工时所采用的一些张拉
机具和设备。张拉工装的设计须考虑索具的形式 和索端铸钢结构的形式，结合张拉力的大小进行 设计，其设计的合理与否直接影响预应力施工的 效率和质量。国家体育馆拉索索体如图３所示。
大学体育馆弦支穹顶钢结构屋盖的分析与设计
3.3 荷载态的弹性设计计算
✓考虑了14个大类的荷载组合 。当恒荷载起有利作用时，其分项系数取为1.0；温度的分项系数1.0， 组合系数0.7。各个组合中均已包括了1.0倍的预应力作用： (1) 1.0结构自重（即预应力初始态） (2) 1.2恒+1.4雪 (3) 1.2恒+1.4风 (4) 1.2恒+1.0温 (5) 1.2恒+1.4雪+1.4×0.6风 (6) 1.2恒+1.4风+1.4×0.7雪 (7) 1.2恒+1.4雪+0.7温（升温时取活） (8) 1.2恒+1.0温+1.4×0.7雪（升温时取活） (9) 1.2恒+1.4风+0.7温 (10) 1.2恒+1.0温+1.4×0.6风 (11) 1.2恒+1.4雪+1.4×0.6风+0.7降温 (12) 1.2恒+1.4风+1.4×0.7雪+0.7降温 (13) 1.2恒+1.0降温+1.4×0.6风+1.4×0.7雪 (14) 1.2（恒+0.5雪）+1.3水平地震
某大学体育馆弦支穹顶 屋盖的分析与设计
主要内容
1. 工程概况 2. 结构体系与结构布置 3. 结构静力与动力计算分析 4. 静力弹塑性极限承载力计算分析 5. 节点设计 6. 施工张拉过程的仿真计算 7. 结语
2
1. 工程概况
钻石形建筑造型； 正六边形柱网外接圆直径87.757m，最 大挑檐长度6m，屋盖总高度11.55m； 矢跨比1/8.6； 屋面坡度12度，局部凸屋面15度； 屋盖中央设置正六边形的采光玻璃天窗， 外接圆直径24m。
第8振型表现为整体环向振动，周期为T8＝0.77s
某体育馆屋盖在重型吊挂荷载下的受力性能分析
某体育馆屋盖在重型吊挂荷载下的受力性能分析摘要：巨型网格预应力弦支穹顶体系受其结构特性的限制，常对作用其上的荷载要求较高，为了满足某些演出的需要，又必须了解屋顶结构的实际承载能力，以保证结构的安全性。
为此，特对该类屋盖结构的受力性能进行有限元建模分析，并将现场检测结果与理论计算结果对比分析，结果吻合较好。
基于模型的正确性，进行了不同吊挂位置处的最大吊挂荷载试算，并最终提供了最优选的吊挂荷载布置方案及合理、可行的加固建议。
关键词：巨型网格; 预应力弦支穹顶结构；现场检测；建模分析；预应力拉索1 工程概况某体育馆屋顶采用巨型网格预应力弦支穹顶(索支网壳)结构体系，双向跨度为145.4 m×116 m，附属钢结构为平面管桁架结构形式，围护结构采用曲面网架。
屋顶径向由24道拱形的主桁架构件组成。
在屋顶环向方向，共设置了4道环形桁架，在外围环桁架之间设置了X形支撑，以增加屋面的整体性。
屋面围护结构，采用玻璃和金属板形式。
本工程屋盖主体结构建设阶段进行了一次设计变更，竣工后进行了两次加固。
第一次加固方式为套管加固，第二次加固方式为角钢加固。
根据常规国际演出时的吊挂荷载要求，近端舞台、中央舞台、远端舞台3个区域需承受的最小吊挂荷载分别为820，540，360 kN，总计1 720 kN。
竣工后，为了演出需要，场馆业主又在原屋盖结构上增加了一部分荷载。
为了解屋顶的实际受力状态，明确屋顶可能承受的最大容许吊持荷载，需要对该屋顶结构的受力性能进行相应的计算与分析。
本文采用建筑结构通用有限元分析与设计软件MIDAS GEN建模计算分析，将现场检测结果与模型计算结果进行对比，验证了模型的正确性。
最后，采用逐级加载的方式，评估在不同级别荷载作用下屋架结构各杆件承载能力以及屋架系统加固的可行性，得到安全可行的吊挂荷载及加固处理方案。
2 荷载调查与布置2.1 恒荷载屋盖主体钢结构及马道自重由软件自动生成并计算，模型中输入的其他恒载依据业主提供的相关资料进行选取。
弦支穹顶施工技术介绍(黄明鑫、陈焕军)
常州体育馆—拉索的安装
径向索安装方案：径向索由塔吊协助吊放至安装平 台后，先将索的可调端与撑杆上节点的单耳板销接， 然后采用“溜索法”安装径向索，将索的不调端与 撑杆下节点的铸钢索夹耳板销接。
常州体育馆—拉索的安装
环向索安装方案：HS-2～HS-6安装采取边放边装 的安装方法，即环索垂直牵引至操作平台后随即 进行环索水平牵引，待每段环索就位后按照索夹 标记位置（在工厂制索时已按索拉力进行位置标 定）进行环索安装。HS-1吊装就位后，直接进行 水平牵引、就位安装。
φ203×10，φ152×10
下斜索由外到内初始预张力分 别确定为：1800，1000， 500，250，100
径 向 :φ245×8 、 φ273×16 ， 环 向 ： φ351×10 、 φ351×16，材质Q345B
抗拉强度1670MPa的半平行钢 丝束拉索，拉索规格为 ：φ5×55、φ5×85、 φ5×199三种
跨度122m 矢高12.2m，矢跨比1:10
径向主钢箱梁 750×350×12×16 ， 环 向 钢 箱 梁 为 300×200×6×8 ，材质Q345B
拉 索 ： Ф5×199 、 Ф5×109 、 Ф5×55 、 Ф5×31 ， 拉 索 材料屈服强度不小于 1670Mpa
钢 拉 杆 ： Ф90 、 Ф65 、 Ф45 、 Ф30 ， 屈 服 强 度 不 小 于 550Mpa ， 抗 拉 强 度 不 小 于 750MPa
安徽大学体育馆
安徽大学体育馆工程钢屋盖钢网壳为双向矩形 截面钢构件单层网壳。径向钢构件截面大，为矩形 焊接钢箱梁，正六边形的六个脊线处钢箱梁为主钢 箱梁，其它径向钢箱梁为次钢箱梁；环向钢构件截 面小，为矩形冷成型钢管。整个钢屋盖的索系由径 向预应力拉杆和环向预应力拉索构成，环向索共设 4环。撑杆采用圆钢管，上下端耳板销轴铰接。整 个钢屋盖支撑在周边30个钢柱上，除角部6个外， 六边形每边4个，柱距8.776m。钢屋盖与柱顶相交 高度为18.290m，钢屋盖最高点为29.890m。在采光 顶的正六边形周围和结构外沿正六边形周围分别各 设置了一圈封闭的三管桁架，外沿的封闭桁架进一 步减小了支座的水平推力，内外环形桁架与主脊梁 及拉索共同构成了结构的主骨架。
大学体育馆调研报告
风雨操场调研报告——安徽建筑大学安徽大学合肥学院摘要：这次我们要求大学、中学风雨操场的方案设计。
所以我们小组就去调研了几个学校。
安徽大学、安徽建筑大学、合肥学院。
通过调研我们收获了很多，现在我将其调研情况和风雨操场的概念写成文本。
关键词：环境功能立面结构引言：风雨操场是学生进行室外体育活动的场所，是功能相对简单而个性比较鲜明的中小型体育建筑。
它多为集体操、篮球、乒乓球、礼堂、演出、集会、体育器材存放、体育教师办公于一体的多功能的体育教学建筑。
较多的操场以橡胶和塑胶为底，防滑。
有少数操场为有顶风雨操场。
一．安徽建筑大学1.建筑与周边环境安徽建筑大学风雨操场位于整个校区的西北角，紧靠校园次入口。
北面紧邻紫蓬路，南面为部分体育活动场地以及学校教学区，西面为田径运动场，东面为学校生活辅助区。
周边开阔的环境就要求建筑要以“完型”面对各个方向。
风雨操场位于运动区，远离教学区，动静分区避免了干扰教学区。
2.建筑外形设计从远处走进风雨操场的过程中，从立面形式看并不像是风雨操场，反而像是美术馆、博物馆一类的建筑。
但是由于建筑位于校园内再结合建筑的体量使我们想到它应该是风雨操场。
从它的立面看出建筑如果只是依靠立面上的开窗来采光显然是不够的，由于建筑内的大空间运动场地均在顶层二层，因此在运动场地以及一些交通空间设计了天窗，以满足室内的自然采光。
建筑底层的开窗形式为大面积的玻璃窗，满足采光的同时，与二层的墙面很好得形成了虚实的对比，但是在实墙上的矩形开窗则显得杂乱、缺乏韵律。
3.功能布置与结构设计建筑物的一层暂时未做明显的功能划分，一层被中庭分为两个大厅。
厅中梁柱交错，西侧厅适合用作小型球类运动以及小型活动的排练，东侧连接室内篮球场主场，用作运动员和工作人员的休息工作空间，以及辅助设施的放置。
一层平面二层平面二层同样是分为两个大厅，其中，西侧用作室内羽毛球场，东侧是室内篮球场地，贯穿一二层。
卫生间位于楼梯休息平台下方。
219474083_学院体育馆大跨度被动式张弦梁结构施工仿真
0 引言大跨度被动式张弦梁结构是利用垂直支撑将下部钢弦（缆绳）和上部钢弦（梁、拱、桁架）连接在一起，然后在下部钢弦上施加预应力，来消除上部钢梁在自重情况下所引起的变形。
李昂[1]从高空张弦梁加工与安装技术角度出发，发现张弦梁由于受到了较大的荷载作用，因此可以在一定程度上消除上部构造对支撑体的横向压力，从而减少支撑体的横向变形。
且该支撑体既可实现大跨度被动式张弦梁的整体承载能力，又可实现大跨度被动式张弦梁的整体承载能力。
区彤[2]指出相对于普通的刚性梁，张弦梁系统在预应力作用下，其整体的刚度得到了明显的改善，其上侧的受力情况也更为明显。
殷志祥[3]指出双向张弦梁在施工方面，其构造形态多种多样，能将刚柔两种材质的优点完全利用起来；该技术在工业生产中有着良好的推广价值。
但目前大跨度被动式张弦梁结构存在较大的施工隐患，主要由于无法有效检测被动式张弦梁施工中得位移及应力变化。
且大跨度被动式张弦梁结构在实际施工中，具有施工难度大特点。
因此，对大跨度被动式张弦梁的施工进行模拟和现场监控，对其进行合理的设计和实施，是非常必要的。
1 软件及工程介绍1.1 Midas Gen 软件Midas Gen 软件结构计算，既可对土木工程结构进行普通分析，又可对复杂结构进行高级分析，还可与类似的软件进行数据互导交换，并具备多种形式的元件库；可以增加或者创造任何剖面，具有不同的材质属性，可以根据使用者的需要进行选择或者自定义。
Midas/gen 不仅能够解决大型复杂结构（位移/应力）问题，还能够解决众多的线性和非线性问题，还能够进行结构的失稳分析和特征值分析。
静力弹性和弹性模量计算等。
因此以某学院体育馆的屋盖建设为例，利用通用 FEM 软件midas/gen，建立了施工过程中的分步张拉有限元模型，并与实测数据进行了比较；同时，也为进一步研究张弦梁屋面结构的静力学行为和稳定问题奠定了基础[4]。
1.2 工程概况体育中心采用框架－剪力墙结构，建筑高度20.5m，建筑面积9 261.6m 2。
体育馆调研报告
和篮球场。风雨操场正好处于校园南北景 观轴线的端部，南面由近 500 米长的景观 轴线引入，是校园主题广场、校园步行道 形成的完整序列的高潮。
在建筑南北两面设疏散广场，周边设环 形通道，结合建筑形态与周边场地，使建 筑锚固作为南北轴线的收头，风雨操场以正六边形的鲜明建筑形态，单纯明确的 雕塑般形体与场地紧密结合。在一个放射性形态的广场上面。 2.建筑外形设计
空中广场互相 对话交流，一动 一静却展现和 谐美感，以相同 特色的外墙质 感面对中庭绿地。中庭绿地上不规则造型 的地下室采光井，诉说了规则校园配置限 制下的奔放潜能与北方大直山脉的视觉 隐喻。
图尔市，法国 Monconsei 体育馆
这个运动馆位于巴黎西南 150 公里处，是可持续建筑设计的一个典范。项目注重 运用自然光，并在天 然材料及可持续能源上实现创新。 1 北向设置全玻璃幕墙，避免在大厅使用照明电器。 2 屋顶跨度达到 50 米，钢结构下的复合木材未来也能使用。 3 南面设置光伏太阳能板，减少对电能的消耗
一、 体育馆建筑综述
1、体育馆建筑概述 体育场馆，作为大空间公共建筑在我国的建设有了长足的发展，类型不断丰
富，体育设施不断完善，对我国竞技体育的发展起了重大的推动作用。
2、体育馆建筑的发展动态 体育馆建筑的发展应该朝着普及为主，多向发展，多元组成，功能多样，量
体裁衣，设施机动，设备求新，复归自然，重视环境，崇尚纯真的方向前进。
2.建筑外形设计 从远处走进风雨操
场的过程中，从立面形式 看并不像是风雨操场，反
而像是美术馆、博物馆一类的建筑。但是由于建筑位 于校园内再结合建筑的体量使我们想到它应该是风雨 操场。从它的立面看出建筑如果只是依靠立面上的开 窗来采光显然是不够的，由于建筑内的大空间运动场 地均在顶层二层，因此在运动场地以及一些交通空间 设计了天窗，以满足室内的自然采光。 建筑底层的开窗形式为大面积的玻璃窗，满足采光的 同时，与二层的墙面很好得形成了虚实的对比，但是 在实墙上的矩形开窗则显得杂乱、缺乏韵律. 3.功能布置与结构设计 建筑物的一层暂时未做明显的功能划分，一层被中庭分为两个大厅。厅中梁 柱交错，西侧厅适合用作小型球类运动以及小型活动的排练，东侧连接室内篮球 场主场，用作运动员和工作人员的休息工作空间，以及辅助设施的放置。 二层同样是分为两个大厅，其中，西侧用作室内羽毛球场，东侧是室内篮球 场地，贯穿一二层。卫生间位于楼梯休息平台下方。风雨操场中的篮球场设置在 二层，四周布置了看台，与另一侧的羽毛球场地的结构相同，均为桁架结构。其 他的辅助用房则是采用了框架结构，结构较为合理经济，同时也为二层的大跨度 空间提供更安全的结构基础。
不同张弦梁结构形式及其适用领域分析
不同张弦梁结构形式及其适用领域分析梁结构在建筑工程中广泛应用，其中张弦梁是一种常见的结构形式。
张弦梁由上下两根弦梁和中间的纵向薄壁构件组成，以其高的刚度和承载能力而受到青睐。
根据不同的结构形式，张弦梁适用于不同的领域。
本文将对不同张弦梁结构形式及其适用领域进行详细分析。
1. 单层曲面张弦梁结构单层曲面张弦梁结构以其美观的外观和高度经济性而广泛应用于体育场馆、展览中心、大型机场终端和大型广场等公共建筑。
单层曲面张弦梁结构的优点在于其能够实现大跨度的无柱空间，提供了极佳的观赏性和灵活性。
同时，这种结构形式也能够满足大量人员流动的需求。
2. 双层曲面张弦梁结构双层曲面张弦梁结构适用于需要大跨度空间的建筑，例如体育馆、会议中心以及展览馆等。
该结构形式的内层曲面弧度较大，外层曲面相对较小，可以实现更大的空间覆盖。
双层曲面张弦梁结构的特点在于其极高的承载能力和刚度，能够满足大型活动空间的使用要求。
3. 空间网壳式张弦梁结构空间网壳式张弦梁结构是一种采用张弦梁和薄壳体系相结合的复杂结构形式，适用于大跨度的建筑和特殊场所，如体育场馆、航站楼、展览馆等。
空间网壳式张弦梁结构具有轻质化、高刚度、高强度和刚性统一性的特点，能够满足大跨度结构对轻质、大变形和抗风等特殊要求。
4. 悬索桥张弦梁结构悬索桥是一种特殊的张弦梁结构，用于跨越较大的江河、峡谷等水域，以及高速公路和高铁路段。
悬索桥结构由主悬索和斜拉索组成，能够实现大跨度的无支撑空间。
悬索桥张弦梁结构具有高刚度和高抗风能力的特点，适合于大型桥梁工程。
5. 斜拉桥张弦梁结构斜拉桥以其独特的结构形式和美观的外观在桥梁工程中得到了广泛应用。
斜拉桥张弦梁结构采用倾斜主悬索和斜拉索的形式，能够实现大跨度的无支撑空间。
斜拉桥具有结构简单、造价低、施工便利等优点，适用于较大跨度桥梁工程。
总结起来，不同张弦梁结构形式适用于不同的领域。
单层曲面张弦梁适用于体育场馆、展览中心等公共建筑；双层曲面张弦梁适用于体育馆、会议中心等需要大跨度空间的建筑；空间网壳式张弦梁适用于大跨度建筑和特殊场所；悬索桥张弦梁结构适用于跨越水域和高速公路、高铁路段；斜拉桥张弦梁结构适用于大跨度桥梁工程。
某体育馆结构设计及关键技术分析
某体育馆结构设计及关键技术分析潘颖【摘要】体育馆跨度大,造型独特,采用大钢拱及钢管桁架屋盖,下部混凝土框架结构,具有屋盖推力大、柱内轴力和弯矩大、基础设计难的特点,目的就是为解决上述难点.采用型钢混凝土柱提高承载力,抵抗较大的轴力和弯矩;设置钢筋混凝土斜撑和双排柱的框架体系,合理分担体育场挑蓬产生的弯矩,并支撑钢屋盖大拱;对屋盖下混凝土圈梁和与型钢混凝土柱相连的看台层圈梁和斜梁进行加强,以平衡屋盖推力,增强结构的整体性.屋盖大拱拱脚墩下基础采用考虑柱身水平承载力的联合柱承台加连梁的方案.设计结果表明,结构满足规范的各项要求,文中方法和结论,可为类似工程设计提供参考.【期刊名称】《西安科技大学学报》【年(卷),期】2013(033)006【总页数】6页(P742-747)【关键词】体育馆;型钢混凝土结构;拱脚基础;时程分析【作者】潘颖【作者单位】上海工程技术大学机械工程学院,上海201620【正文语种】中文【中图分类】TU318.20 引言图1 体育馆图Fig.1 The gymnasium(a)平面 (b)横剖面 (c)纵剖面某大学体育馆，地上3层，总建筑面积12600 m2，容纳观众席位8256席(含1090座活动席)，是一座集体育教学、比赛、学校庆典、展览和大型会议演出活动为一体的多功能型综合体育馆。
图1是其平面简图和纵横剖面图，平面形状近似于一桃形，长轴(y向)尺寸72.5 m，短轴(x向)尺寸69 m，该馆在建筑平面布局上，把1/4的体育场与体育馆联建于一处，既能节约用地又可发挥场馆内部设施共用的优势。
体育馆钢屋盖顶标高26.43 m，由空间管桁架和一跨度为100.3 m的钢管桁架大拱共同组成，屋盖挑檐最低标高11.73 m，上覆复合金属保温屋面，大拱顶标高24.98 m.钢屋盖下至一层休息平台间，采用倾斜玻璃幕墙维护体系将体育馆与室外分隔，体现了体育建筑的动感与力度。
平面图桃形体育馆的下部为露天体育场看台，长向尺寸114 m，短向尺寸17 m.在体育场处设2道抗震缝将整个建筑划分为左下部体育场看台、右下部体育场看台和中部场馆联建部分共3个结构单体。
浅析某大学体育馆网壳设计
浅析某大学体育馆网壳设计
胡国彬
【期刊名称】《建材与装饰》
【年(卷),期】2018(000)035
【摘要】上海工程技术大学体育馆屋盖设计采用四角锥螺栓球节点钢管网壳.平形形状近似为椭圆,长轴76.5m,短轴60.8m,屋盖为平面两条圆弧线,脊为一条圆弧线,沿脊的方向形成无数个圆组成的空间曲面.在脊上方还有由小圆拱组成的成阶梯状的采光天窗.
【总页数】1页(P102)
【作者】胡国彬
【作者单位】泉州中泽房地产开发有限公司福建泉州 362000
【正文语种】中文
【中图分类】TU765
【相关文献】
1.普通高校体育馆规划设计思路和施工管理探讨--以某大学新体育馆建设为例 [J], 倪浩;钱德洲
2.某大学体育馆钢结构设计 [J], 徐树全;张海斌;曹正罡;高广臣
3.某大学体育馆钢结构拱形框架结构设计 [J], 潘阳;郝际平;薛强;蒋军
4.某大学体育馆空调系统设计 [J], 李鑫
5.某大学报告厅网壳设计 [J], 原丰亭;赵黎明
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单向张弦梁结构在某体育场馆中的应用
单向张弦梁结构在某体育场馆中的应用摘要：建筑是凝固的艺术，能给人以美的享受。
张弦梁结构在为建筑营造细腻精致、轻盈通透的建筑艺术表达中，可以起到独特的作用。
本文以实际项目重庆某体育场馆为背景，介绍单向张弦梁结构在体育场馆设计和施工中的应用要点，以供类似项目在实施过程中作为借鉴参考。
关键字：张弦梁；索；体育场馆；预应力；张拉方案引言在场馆类建筑中，由于建筑功能的需要，一般都有大跨度的屋盖，以形成高大空旷的围合空间。
随着时代的发展，场馆类建筑的造型外观日趋新颖而富有变化，屋盖是场馆类建筑最具表现力的内容，凭借独特的屋盖设计，使得建筑能给人留下深刻的印象。
伴随着结构设计理论的不断成熟、结构计算软件的更加精确全面以及建筑材料的不断优化升级，使得屋盖系统的结构方案有多种选择变为可能。
常用的大跨度屋盖结构形式有网架、网壳、平面型钢桁架、平面管桁架、空间管桁架、张弦梁结构等。
张弦梁结构是由上弦刚性构件、下弦高强柔性拉索或钢拉杆以及连接两者的撑杆组成的半刚半柔混合结构体系，随着下弦拉索预应力的施加，使得三者协调工作，分别充分发挥各自材料的材料力学优势；撑杆在设计时常作为上弦杆的弹性支撑点，拉索预应力施加后，使上弦杆在支撑点处产生反向附加弯矩，可以有效地减少大跨度梁的跨中弯矩，也减少了结构在荷载作用下的挠度，提高整体受力性能；拉索以及拉索预应力的存在，平衡了斜屋面在支座节点处产生的侧向力，从而减少了屋盖结构对下部结构抗侧性能的影响，并有效地改善了支座节点的反力和位移，使得支座节点受力明确，易于设计与制作。
在场馆类建筑中，建筑和结构密切相关，以致于建筑和结构经常融为一体，结构构件很多时候就是建筑表达的一部分。
张弦梁结构建筑造型适应性强、轻盈通透的特性，使得场馆类建筑整体显得既宏伟大气，又不失细腻精致，增加建筑结构的统一美感。
张弦梁结构根据形式可分为单向张弦结构、双向张弦结构和空间张弦梁结构。
本文案例根据实际跨度需求、矩形平面的特点以及建筑表达的要求，选择单向张弦梁结构作为屋盖的局部结构受力体系。
套管加固前后网架结构静力学有限元分析
套管加固前后网架结构静力学有限元分析汪菊【摘要】以某高校体育馆网架结构为工程背景，采用有限元分析软件ANSYS建立网架结构模型，分析了该网架结构在荷载作用下的静力特性，找出结构设计的薄弱环节，并对其受力薄弱点采用套管加固法对其加固，分析这种加固方法的应用范围并加以推广。
%This paper bases on the gird structure of a college stadium .We use ANSYS-finite element software to build a gird-structure pattern, analyze the static characteristics of the gird structure under a loading condition , and find out its weakness of the structuraldesign.Furthermore, we use the reinforced tubular sleeve method to firm its weakness, analyze the scope of application of the reinforced method and extending .【期刊名称】《安庆师范学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(022)003【总页数】6页(P62-67)【关键词】网架结构;套管加固法;有限元软件;静力特性【作者】汪菊【作者单位】安徽国防科技职业学院建筑工程系，安徽六安 237011【正文语种】中文【中图分类】TU356网架结构由于其良好的受力性能和经济性、实用性，在大跨度建筑结构中得到广泛应用。
但是由于各种原因，导致网架结构杆件局部破坏或者整体破坏，不能满足建筑功能的要求。
工程中常见的网格结构破坏形态有杆件弯曲、螺栓断裂、网架坍塌、上弦弯曲等等。
张弦空间结构的分析研究与创新实践_丁洁民
Study and innovative practice of spatial string structures
2 DING Jiemin1 ，WEN Jiapeng1 ， ，WU Honglei1 ，HE Zhijun1 ，ZHANG Zheng1 （ 1． The Architectural Design and Research Institute of Tongji University，Shanghai 200092 ，China； 2． Ningbo Development Planning and Research Institute，Ningbo 315000 ，China）
［56 ］
的结构体系， 使建筑艺术与结构技术完美融合， 是创 作具有持久生命力作品的途径之一
［1 ］
。 因为张弦结
自平衡特性和整体稳定性 、 主动应 构构成的合理性 、 力控制 、 变形控制功能， 以及对建筑造型极强的适应 能力等特点， 使该类刚柔并济的新型结构体系在日 趋复杂的大跨度空间建筑设计中广受欢迎
Abstract： The engineering practice manifests the application of spatial string structures． The paper introduces the modeling of complicated structures according to the spatial curvature shape，and presents the structural scheme and structural member arrangement． The nonlinear analysis is carried out to demonstrate the mechanical features，and then the paper suggests the methods for the initial pretension of the cables and the structural temperature effect． Recognizing the different arrangement of the spatial string structure，the paper changes the stiffness factors of the supporting structure in the overall analytical model to investigate the influence of the supporting structure on the vibration characteristics and seismic performance of the roof structure． The nonlinear static analysis shows that the frame system of the spatial string structure contributes to the linear stiffness，and the cables to the geometric stiffness owing to the stress stiffening subjected to large deformation． The initial tension of the cables can enhance the structural stiffness， but cannot affect the tendency of the total stiffness increment． The sliding support of the spatial string structures is set based on the structural selfbalance characteristic． It can effectively reduce the roof temperature effect． By modifying the sliding direction rationally， we can reduce the action force between the roof and the supporting structure significantly． Tracing of the structural elastoplastic development process can help to find the weakness of the structure ，and the structure collapses is due to material damage when the structure arrives at its elastoplastic ultimate capacity． The dynamic analysis shows that the vibration frequency of the roof structure should be apart from the specific horizontal vibrant frequency of the whole model ， so that the seismic effect is not magnified， then the dynamic characteristics coupling grads curve is given． The variation of the roof vertical seismic effect caused by the change of horizontal vibration of the whole structure is very small．
大学体育馆凯威特型网壳结构有限元分析
目录1、引言................................................................................................................................ - 2 -1.1、工程概况............................................................................................................. - 2 -1.2、分析方法及内容................................................................................................. - 2 -2、数值计算方法................................................................................................................ - 2 -2.1、空间杆系有限单元法......................................................................................... - 2 -2.1.1空间杆系有限单元法的基本原则............................................................. - 3 -2.1.2、空间杆系有限单元法的基本过程.......................................................... - 3 -2.2、平面问题有限单元法......................................................................................... - 3 -2.2.1、连续体的离散化...................................................................................... - 4 -2.2.2、单元分析.................................................................................................. - 4 -2.2.3、整体分析.................................................................................................. - 4 -2.3、计算程序简介..................................................................................................... - 4 -3、计算模型及计算参数.................................................................................................... - 5 -3.1、计算模型............................................................................................................. - 5 -3.2、计算单元的选取................................................................................................. - 7 -3.3、计算参数选取..................................................................................................... - 7 -3.3.1、杆件计算参数选取.................................................................................. - 7 -3.3.2、荷载参数的选取...................................................................................... - 7 -3.3.3、荷载组合效应........................................................................................ - 11 -4、大跨空间结构的校核.................................................................................................. - 13 -4.1、各种荷载作用下的效应................................................................................... - 13 -4.2、强度校核........................................................................................................... - 16 -4.３、变形校核......................................................................................................... - 17 -5、焊接空心球的受力分析.............................................................................................. - 17 -6、总结.............................................................................................................................. - 20 -1、引言大跨度结构近年来得到日益广泛的应用，被用作各种公共建筑的屋盖、雨棚等，其结构形式多为空间桁架杆件体系或空间梁系组成的网架或网壳，结构材料一般为钢材。
张弦空间结构的构成形式与空间工作机理
张弦空间结构的构成形式与空间工作机理
孔丹丹;丁洁民;何志军
【期刊名称】《空间结构》
【年(卷),期】2009(15)2
【摘要】从张弦结构的工作机理出发,介绍了具有代表性的安徽大学体育馆张弦梁式空间网壳结构、北京大学体育馆张弦辐射桁架壳体结构和泉州市体育馆张弦平行桁架壳体结构的拉索撑杆体系在既定的刚性结构下的布置形式.在对三个体育馆屋盖结构进行静力参数分析的基础上,总结了张弦结构的空间工作机理和张弦空间结构的体系特征.分析表明,根据张弦结构的工作机理可以将相同的刚性结构与不同布置形式的索杆体系相结合构造出结构性能存在差异的张弦空间结构;整体张弦网壳具有优于局部张弦网壳的结构性能;降低曲面刚性结构产生的强大支座推力,并使结构具有足够刚度的有效途径是将刚性结构与索杆体系相结合构成自平衡的预应力张弦结构.
【总页数】7页(P9-15)
【关键词】张弦空间结构;工作机理;索杆体系
【作者】孔丹丹;丁洁民;何志军
【作者单位】河北工业大学土木工程学院;同济大学建筑设计研究院
【正文语种】中文
【中图分类】TU393.3
【相关文献】
1.大跨张弦空间结构的发展与展望 [J], 李斌;杜文峰
2.张弦空间结构的弹塑性极限承载力分析 [J], 孔丹丹;丁洁民;何志军
3.底层文学中的空间叙事——底层文学空间结构的内部构成 [J], 李娜
4.“绿色空间”建筑空间结构形式——关于绿色建筑空间模式的几点思考 [J], 刘珂
5.新型空间结构形式——张弦梁结构 [J], 白正仙;刘锡良;李义生
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