中南大学新校区体育场结构设计

【摘要】近年来,钢筋混泥土结构与屋顶钢结构连接设计的应用日益广泛;主要应用在单层工业厂房、公共建筑、娱乐体育设施、车站候车室等.

【关键词】结构选型;荷载取值及组合和结构设计

Abstract :In recent years, the application of the reinforced concrete structure and roof steel connection design is increasingly widespread; mainly used in the monolayer industrial plants, public buildings, entertainment, sports facilities, the station waiting room.

Keywords: structural selection; load value and composition and structural design

中图分类号：TU318文献标识码： A 文章编号：

1、工程概况

中南大学是国家首批“211”工程建设的研究型综合性重点大学，由原中南工业大学、湖南医科大学、长沙铁道学院三校合并而成。

中南大学新校区体育中心工程位于湖南省长沙市二环线、靳江路与后湖路交汇处。体育场四栋建筑平面采用三种不同的几何形体为圆形、椭圆、矩形，屋面形式则使用了相同的空间元素——三棱板，这样可以形成视觉上的序列感，形成一种活力与力量感。让人感受到一种生命的律动。体育中心在规划设计中有三个主要出入口，分别是南向靳江路入口，北向清水路入口以及东向后湖路入口。

2、体育场设计各项指标

〈1〉比赛场地：体育场的长轴为南北方向，设置标准环形400m塑胶跑道，可以同时举行田赛和径赛，田赛场地设在400m塑胶跑道外，标准环形跑道内设有一个68m×105m国际准足球场，铺天然草地。

〈2〉看台：能同时容纳18653名观众，其中一期7800座，面积4800㎡；二期10852座，面积6300㎡，全部为座席，（其中设置贵宾席、主席台及运动员、裁判员席），主席台设在西边长轴部分，该部分有顶篷遮盖，多分配了一些座席，东边也有顶篷遮盖。看台视线设计

综合考虑经济因素与视觉质量确定最佳视点。

体育场和体育馆的座位视线升高值取120mm，游泳馆取60mm。

观众视线与场地形成夹角＜30°，控制观众视平线与视点之间的高度差，创造良好的高度感和深度感。

〈3〉各项技术经济指标如下表：1—11—21—31—4

技术经济指标

表1—1

3、钢筋混泥土看台结构和屋顶钢结构设计及结构选型

3.1.1本工程设计安全使用年限为100年，结构安全等级为一级。

3.1.2体育场总面积为：11100㎡。其中，一期7800座，面积4800㎡；二期10852座，面积6300㎡。

3.1.3基础：暂无工程地质资料，按临近地区的资料推测，可采用桩基础和柱下独立基础。

3.1.4主体采用现浇钢筋混凝土框架结构，楼面为现浇钢筋混凝肋梁楼盖：

A、采用PKPM系列软件进行框架整体空间计算。

B、主要柱尺寸：800×800 （屋盖支承柱）和600×600～400×400（单位均为mm）；

主要梁尺寸：主梁高度约为跨度的1/12～1/14；次梁高度约为跨度的1/14～1/16；井式梁高度为跨度的1/18～1/20；

主要板厚：双向板约为跨度的1/40，单向板约为跨度的1/35，楼梯板为跨度的1/30，最小板最为100。

C、混凝土材料：垫层使用C10，柱采用C30，楼盖采用C25。

钢筋：HPB235和HRB400。

砌体：护墙，楼梯间和卫生间墙体采用P型粘土空心砖。其余内墙采用M型粘土空心砖和轻质墙板。

3.1.5体育场结构设计

3.1.6体育场外场檐口高度为 m，内场檐口高度为 m，总面积为：㎡（一期）和 ㎡（二期）局部 层。

3.1.7基础：暂无工程地质资料，按临近地区的资料推测，可采用桩基础和柱下独立基础。

3.1.8体育场主体采用现浇钢筋混凝土框架结构，楼面为现浇钢筋混凝肋梁楼盖：

A、采用PKPM系列软件进行框架整体空间计算。并用MIDAS软件进行下部主体与屋盖的整体混合分析计算，以得出准确的计算结果。

B、主要柱尺寸：1000×2000 （屋盖支承柱）和600×600～400×400（单位均为mm）；

主要梁尺寸：主梁高度约为跨度的1/12～1/14；次梁高度约为跨度的1/14～1/16；井式梁高度为跨度的1/18～1/20；

主要板厚：双向板约为跨度的1/40，单向板约为跨度的1/35，楼梯板为跨度的1/30，最小板最为100。

C、看台板采用单向“L”型板梁，厚度120mm。

D、建筑物分为两期建设，一、二期建筑部分之间用结构缝脱开，在基础上留出预设连接钢筋头并加以保护。

E、建筑物总长度m，结构设置道伸缩缝，将主体分为 部分，基础不脱开。

3.1.9屋盖采用空间相交钢管桁架

A、径向桁架为悬挑桁架，悬挑长度约为34m，桁架支座处厚度约为7m，前支座支承在混凝土竖向柱顶，后上端支座支承在由看台斜梁伸出的斜柱上。

B、环向桁架为平面弧形桁架，分别设置在径向桁架的前端，中部和支座处共四道。

C、径向桁架和环向桁架相交组成一个空间桁架系统，共同承担荷载作用。

D、桁架节点采用直接相贯焊接节点。

E、支座采用大型板销节点。

F、屋面板采用热镀铝锌氟碳涂层单层压型钢板。

G、屋面檩条采用，高频焊接H型钢和冷弯薄壁C型钢，并根据建筑屋面形状确定檩托高度和设置斜檩条。

H、桁架采用SAP2000和MIDAS软件进行空间整体计算，采用ANSYS软件进行节点和支座节点分析计算。

I、桁架及期支座采用Q345钢，其余采用Q235钢。

3.2.0游泳馆和训练馆结构设计

3.2.1游泳馆和训练馆高度为 m面积分别为 ㎡和㎡。

3.2.2基础：暂无工程地质资料，按临近地区的资料推测，可采用桩基础和柱下独立基础。

3.2.3主体采用现浇钢筋混凝土框架结构，楼面为现浇钢筋混凝肋梁楼盖：

A、采用PKPM系列软件进行框架整体空间计算。并用MIDAS软件进行主体与屋盖的整体混合分析计算，以得出准确的计算结果。

B、主要柱尺寸：800×800 （屋盖支撑柱）和600×600～400×400（单位均为mm）；

主要梁尺寸：主梁高度约为跨度的1/12～1/14；次梁高度约力跨度的1/14～1/16；井式梁高度为跨度的1/18～1/20；

主要板厚：双向板约为跨度的1/40，单向板约为跨度的1/35，楼梯板为跨度的1/36，最小板最为100。

C、建筑物长度约70m，结构设计后浇膨胀带一道，并对柱间连系梁纵筋适当加强以解决温度变形的影响。

D、混凝土材料：垫层使用C10，柱采用C30，楼盖采用C25。

钢筋：HPB235和HRB400。