安慶市體育中心體育館網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)設計

1、安慶市體育中心體育館網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)設計張鵬軍【提要】安慶市體育中心體育館網(wǎng)殼是體型復雜的大跨度異型網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，本文簡要介紹該結(jié)構(gòu)的基本情況，及其幾何與力學模型的建立和設計過程。關鍵詞:異型網(wǎng)殼有限元模型網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)設計一、安慶體育館工程概述安慶市體育中心體育館位于安徽省安慶市，其主體結(jié)構(gòu)由中國有色金屬工業(yè)總公司南昌有色冶金設計研究院設計。按照建筑師的構(gòu)想，該館主體結(jié)構(gòu)造型為一巨大的游魚，其中魚身和魚鰭用網(wǎng)架結(jié)構(gòu)實現(xiàn)，魚尾則由鋼筋混凝土和鋼結(jié)構(gòu)來完成

2、。安慶體育館網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)分為三部分：屋蓋網(wǎng)殼、斜墻殼和兩翼裝飾網(wǎng)殼。屋蓋網(wǎng)殼由大小兩個雙層橢球殼相貫而成，并使長軸在空間傾斜成4度仰角，給人以“魚身”躍起的感覺，網(wǎng)殼屋面主要采用雙層復合鋼板，局部使用采光玻璃，并將按不同規(guī)律變化高度的支托分區(qū)布置，以進一步構(gòu)筑錯落的曲面，實現(xiàn)建筑師的設想，該部分網(wǎng)殼由下部結(jié)構(gòu)33根鋼筋混凝土柱支撐；斜墻殼部分則是與屋蓋網(wǎng)殼有相反曲率的橢球殼，做成局部雙層加肋的單層網(wǎng)殼，上邊緣與屋蓋網(wǎng)殼扣在一起，下邊緣支撐在

3、環(huán)形混凝土梁上，該部分網(wǎng)殼作為平視視圖的重要組成部分，為實現(xiàn)建筑藝術效果提供空間；兩翼裝飾殼則是在筒形網(wǎng)殼基礎上變形后生成的不規(guī)則網(wǎng)殼，它的存在增加了建筑整體造型的動感，帶來了活潑清新的氣息。安慶體育館屋蓋網(wǎng)殼長軸支撐最大跨度83.5米，長軸總尺寸97米；短軸支撐最大跨度66.1米，短軸總尺寸77.7米，加上側(cè)翼部分則可達到101米。安慶體育館的平立面圖參見圖1。圖1安慶體育館網(wǎng)殼平立面圖對于該雙層橢球面網(wǎng)殼，依參考文獻2和參考文獻3分

4、析，我們認為整體穩(wěn)定問題不需做特別考慮，本文僅使用殼體屈曲分析程序進行了簡單的整體屈曲分析，結(jié)果基本滿意。由于該網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)僅有單軸對稱，體型極其復雜而給施工圖設計帶來了很大麻煩。經(jīng)統(tǒng)計，結(jié)構(gòu)桿件種類共計2779種，螺栓球種類共計2689種(每種均只有一個球)，僅螺栓球加工圖即達到三十多張標準A1圖。該工程由北京市網(wǎng)架廠負責安裝施工，目前網(wǎng)架主體結(jié)構(gòu)已安裝完畢，即將交付使用。四。結(jié)束語通過安慶體育館網(wǎng)殼的設計工作，我們深刻體會到優(yōu)秀計算機輔

5、助設計軟件，在復雜體型空間網(wǎng)架網(wǎng)殼設計所發(fā)揮的巨大作用。我們所使用的結(jié)構(gòu)通用前處理程序功能十分強大，幾乎可實現(xiàn)任意造型的網(wǎng)架網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)模型的生成。我院研制開發(fā)的SFCAD軟件作為空間網(wǎng)架網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)專用設計程序，施加和調(diào)整荷載及邊界條件的過程十分簡便，可考慮百種以上工況，并能自動生成全部施工圖紙，極大程度地減輕了設計人員的工作量，縮短了設計周期。同時，安慶體育館屋面造型由空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)成功實現(xiàn)這一事實，也說明了空間網(wǎng)架網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)所具有的廣泛適應性