广州体育馆结构设计分析

•
演出灯光音响每节点6kN，总重约750kN；
• (3) 温差：±250C
3、广州体育馆的屋盖设计安全度
• 4.索设计安全系数为2.5～3 。 • 5.钢结构屋盖防火等级为一级，采用薄型喷涂
金属防火涂料，根据消防设计审核意见书防火 耐火时间为0.5小时 。
• 结论： • 广州体育馆的屋盖设计经过建委的支持，专家
36 14.95 420.36t 154kg/m2 2
2、设计过程
1. 广州体育馆设计方案通过国际招标，由法国巴黎机场 公司(ADP)建筑师Paul.Andaeu中标，并负责完成方案 设计、初步设计。
2. 广州市设计院负责配合初步设计和施工图设计。
3. 1999年3月初步设计审查。 4. 1999年6月组织空间结构专家对体育馆钢结构屋盖进
的指导 ，依据实事求是的科学态度，改进和完 善了原结构受力体系，结构构件的设计符合我 国设计规范，屋盖的设计是安全的。
主场馆钢屋盖平面
训练馆
大众馆
辐射桁架和垂直交叉索
主桁架
下 弦 节 点
4、设计特点
一、屋盖杆件布置的韵律形成很有特色的空间结构美
• 各馆中央屋脊为纵向空间桁架。 • 辐射桁架按等距沿放射放置。 • 桁架的上弦为方钢管，腹杆采用圆管，下弦由2根φ89（76）圆管组合而成，
主场馆：30KN; 训练馆：25KN; 大众馆：20KN. 10. 采用弹性支座：环向与径向弹性约束，竖向固定。
5、支座假定
48个弹性支座，Z向约束，X、Y向支座弹性系数5000kN/m; 6个支座仅Z向约束。
5 、 支 座
5、风洞试验情况
杆件尺寸外形大小一致。
• 首次在大跨度的空间结构中使用了800根高强度低松驰的预应力拉索作为受 压弦杆支点，拉索之间为弦杆计算长度。
• 空间结构体系整齐划一，很有特色。
二、辐射桁架上弦采用方钢管与圆钢管的直接焊接相贯节点，通过节点试验及 有限元计算比较，判明节点支管的承载力以及相贯节点是否需要加强等情况， 选用计算公式进行结构设计。下弦为两根圆钢管，在节点处与竖腹杆端的实 心圆钢棒和两根斜腹杆焊接，节点新颖，具有特点，下弦节点亦通过试验保 证设计安全。
4、设计特点
• 三、体育馆所有的辐射桁架，均支承在一道0.65X1.25m的箱形钢环梁上，而 钢环梁的支座为垂直、环向约束，径向具有弹簧刚度的球形减震支座，弹簧 刚度由弹簧钢板制成，并由其将屋盖的水平推力和垂直力传递到下部剪力墙。 该支座的设计及使用亦为国内第一例。
• 四、首次在大跨度的空间结构中将稳定索参与共同计算，与辐射桁架、主桁 架一起形成良好的空间受力体系。屋盖上弦面沿周边设环向水平交叉索和四 道径向水平交叉索，辐射桁架间每隔10米设一道环向垂直交叉索，上弦水平 拉索及下弦垂直交叉拉索组成屋盖的柔性支撑体系。通过对屋盖的非线性屈 曲分析，整体弹性计算，整榀桁架试验确定索的张拉力及控制张拉索力差。
1. 结构自重 2. 恒载（0.3KN/m2+设备重量） 3. 满布活载（0.3KN/m 2) 4. 活载不利组合 5. 演出灯光音响荷载2
除固定灯光、中心音响外，
6. 风荷每载。节(点根6据K荷N，载总规重范7和50风K洞N的试不验利取组值合）
7. +（-）25 0 c温度影响 8. 水平地震按基本烈度设计，考虑竖向地震作用 9. 稳定索预应力：
行技术审查。
2、屋盖设计问题
1. 辐射桁架平面外稳定及计算长度问题 ，采用 斜交拉索作为侧向稳定支点无规范依据 。
2. ADP提供辐射桁架部分上弦，特别是下弦的 截面不满足平面内、外稳定计算。
3. 4点约束支座的反力相当大，下部设计相当困 难。
2、对初步设计改进内容
1. 主檩条位置增设环向桁架垂直交叉索。 2. 辐射桁架下弦由2-φ70 实心圆棒改为2-φ89×19
• 五单、 根钢 钢索 铰采d=用15镀(7φ锌5高)，强外度挤低包松白驰色预高应密力度钢聚铰乙线烯，。强施度工标前准对索值的fp分tk=批16张70拉M相pa互， 影响模拟计算出每根的张拉力，根据计算值采用对称张拉原则施工。对索施 加20~40kN预应力，使索保持30kN左右的拉力，不退出工作。
5、计算荷载、参数
• 3. 荷载
• (1) 风荷载：
•
基本风压0.45，重要性系数1.2，
Байду номын сангаас
•
体型系数取考虑内压的风洞试验值，风振系数1.8。
• (2) 垂直荷载：
•
恒载：0.3kN/m2 (包括屋面板、檩条、吸音器等)；
•
活载：0.3kN/m2（按满跨均布和半跨均布分别考虑）；
•
固定设备重量（包括广播音响、灯光、马道等）；
1、体育馆概况
指标 长轴长度（m）
主场馆 160
短轴长度（m）
110
投影面积（m2 ）
12700
上弦圆锥角
24.5
屋顶离地面高度(m) 33.87
用钢量
1766.97t 139kg/m22
训练馆 151.5 70 7748 26 20.27 929.6t 120kg/m22
大众馆 140 30 2722
（2-φ102×19）圆管。 3.节间平面内长度由3300改为2500。 4.支座除四个端支座外其余采用弹簧刚度明确的球型减震支座。 5.根据计算结果，部分加大原设计的截面厚度。 6.主桁架改用圆钢管，采用相贯节点。
3、广州体育馆的屋盖设计安全度
• 1. 结构设计安全等级一级。
• 2. 按七度基本烈度抗震设防。
1. 功能：广州体育馆是为“九运会”而兴建的大型体育设施， 以举办包括国际室内田径赛在内的各种体育比赛为主，同时 能兼顾大型演唱会、文艺演出、展览会等。
2. 主场馆建筑面积约40000m2 ，馆内设包厢24间，座位10018座； 3. 训练馆建筑面积约20000m2，馆内设练习场、游泳场、学术交
流厅等； 4. 大众活动中心建筑面积约9000m2，馆内设体育娱乐场。
广州体育馆结构介绍
广州市设计院
广州体育馆夜景
主场馆
训练馆
大 众 馆
主场馆 训练馆 大众馆
剖面图
纵剖面图
室内
室内
室内
介绍内容
• 1、体育馆概况 • 2、对初步设计的改进 • 3、屋盖设计的安全度 • 4、设计特点 • 5、设计计算及试验 • 6、屋架施工的基本情况
1、体育馆概况