沧州体育馆结构设计

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沧州体育馆结构设计13:14沧州体育馆座席数量为5200座，总建筑面积2.2万m2，属于中型乙级体育馆，建筑总体介绍结构型式为框架结构，抗震设防类别丙类，设计使用年限50年，抗震设防烈度7度，设计地震分组第一组，抗震等级二级

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。建筑总体介绍:13:14结构设计特点本工程结构设计主要特点:1．结构超长无缝设计，整个结构单元的最大周长达438m，在设计中采取了以下措施：a．基础拉梁以上采用补偿收缩砼。b．设置10条后浇带将结构划分为10个施工段，每段的最大长度不超过50m。c．在4.5m平台上设置温度预应力筋以抵抗结构使用期间的温度伸缩变形。13:14结构设计特点2．整个结构相邻框架柱之间内力相差悬殊，柱最小轴力仅为500KN，最大轴力达5000KN，而主拱支座下最大轴力达15000KN，极易产生超出规范要求的沉降差，在设计中采取了以下措施。a．对一般框架柱基础采用CFG桩复合地基，严格控制相邻基础间沉降差在2‰以内。b．对于主拱支墩采用钢筋砼灌注桩，该桩同时兼作抗压和抗水平力。长期最大沉降仅为32mm.本工程结构设计主要特点:13:14结构设计特点3．拱支座推力极大，且变化幅度很大，在不同工况组合下的最大推力标准值达7100KN，最小推力仅为2300KN。(1)抗水平力桩和预应力联合应用。(2)预应力分步张拉，第一阶段在屋顶主拱安装之前，张拉力为总张拉控制应力的80%，剩余的20%在屋顶所有屋面构件安装完毕后进行。以确保主拱安在各种不同工况下予应力梁始终受压应力且桩推力不超过其水平承载力。对于主拱支墩采用钢筋砼灌注桩，该桩同时兼作抗压和抗水平力。长期最大沉降仅为32mm.应对措施:本工程结构设计主要特点:13:14结构设计特点4．屋顶为钢结构，屋顶以下为砼结构，且下部结构的刚度偏柔，按常规的计算方法将屋顶和下部看台分开计算将带来非常大的误差。按照现行规范的要求，可不进行整体稳定验算，但为偏于安全计，我们进行了屈曲分折和考虑初始缺陷的荷载位移全过程分析，结果均满足规范要求。应对措施：上下部结构联合建拱，共同参与整体计算。5．钢拱的整体稳定计算。本工程结构设计主要特点:13:14结构设计特点钢结构节点含支座节点和管管相贯节点。6．钢结构节点设计。a．对4个拱脚支座，我们采用铸钢节点，考虑到本工程位于7度地震区，又是大型复杂受力焊接结构，我们选用了20Mn5V低合金铸钢，其材质满足德国标准DN17189－1992的要求（国标无相应的指标，仅有一般工程与结构用低合金铸钢件标准GB/T14408－1993，不能满足本工程的要求）。b．非标相贯节点：对一般非标节点，我们忽略受力较小的杆件，按标准节点进行验算，对重要的非标节点，或无法区分主次受力的非标节点，我们采用球节点。c．对于桁架支座，我们的采用抗震铸钢支座节点。本工程结构设计主要特点:13:14

设计结论

沧州体育馆是我院近几年来设计的一座结构较为复杂的体育馆，无论是建筑还是结构均由我院独立设计。

在设计过程中需要考虑的因素和解决的问题都非常多，而现成的资料非常少，需要花费大量的精力进行收资调研，而且更重要的是需要设计人员具备独立分析问题解决问题的能力

应该说，通过本工程的设计，使我们设计队伍得到了很大的锻炼，为今后设计更为复杂的工程奠定了基础，积累了经验。设计结论:13:14

沧州体育馆-----预应力结构和抗水平力桩

在拱支座中的联合应用13:14引言

1．沧州体育馆共有四个拱支座，拱支座的推力在极端工况组合下最大可达7100KN（标准值），最小仅为2300KN，拱支应的压力最大可达24000KN（含上覆土重），拱脚尺寸（桩承台）为12×19.2m。根据拱的受力，需要解决以下几个问题。2．基础的承载力问题3．基础间的沉降差问题

4．水平推力作用下拱支座的稳定问题以及拱座的变形问题。引言:00:59应对措施及方方案对比根据我们的调调研，国内类类似工程的解解决办法可以以分为三类:一类是以南京京奥体中心为为代表的预应应力和水平力力桩方案;第二类是以清清华大学体育育馆为代表的的桩基另加化化学灌浆法处处理地基;第三类是以绵绵阳体育馆为为代表的拱基基础直接落于于基岩上，与与基岩浇注成成整体。应对措施及方方案对比:00:59应对措施及及方案对比比本工程地质质条件较差差，天然地地基承载力力仅为90KPa，显然方案案三不适应应于本工程程，可以采采用方案中中有方案一一和方案二二。据进一步测测算，采用用方案二将将需600根桩水平力力桩，承台台尺寸达17.4××26.4×2.5，与方案一一相比，造造价将增加加200万元以上，，故最终选选定方案一一。应对措施及及方案对比比:00:59预应力与抗抗水平力桩桩的联合应应用设计1.桩数量确定定：根据地勘资资料计算，，600灌注桩的水水平荷载力力标准值约约为70KN，经试算，，确定由桩桩承担一半半的水平推推力，需要要70根桩，承台台尺寸12×19.2×1.5m，经验算，，竖向承载载力满足要要求，且桩桩基最大沉沉降仅为32mm，从而解决决了承载力力和沉降问问题。预应力与抗抗水平力桩桩的联合应用设设计:00:59预应力与抗抗水平力桩桩的联合应应用设计2.预应力筋及及预应力拉拉梁的确定定：拱支座在预预应力作用用下，共受受到上部结结构的推力力、桩抵抗抗力以及预预应力梁的的压力的共共同作用，，而且不同同工况下推推力是各不不相同，桩桩水平力和和预应力梁梁的压力是是相互关联联，计算简简图如下图图所示预应力与抗抗水平力桩桩的联合应用设设计:00:59在外加预应应力P1、P2一定的情况况下，桩的的反力和预预应力梁的的压力随着着拱推力的的变化而变变化，这对对应于拱支支座的使用用状态。反之，在拱拱的推力不不变的情况况下，桩的的反力和梁梁的压应力力随着拱座座张拉力的的变化而变变化，张拉拉力不能太太大，张拉拉力太大，，在拱推力力很少时，，会导致桩桩受力太大大而破坏，，但也不能能太小。首先要做确确保在任何何工况下预预应力梁外外于受压状状态，其次次还要保证证在最不利利情况下，，桩水平力力不能超过过桩的水平平承载力。。另外还要要确保支座座约束条件件与计算假假定相符，，位移不超超过6mm，实际设计中控控制在3mm以内。经过多次反复试试算，最终得出出了预应力需分分两次张拉，第第一次80%，第二次20%。予应力梁断面面尺寸：YL1：2800X1000，YL2:700X1000。预应力与抗水平平力桩的联合应应用设计00:59结论1．大型复杂工工程，体量大大，单方造价价高，必需要要对方案进行行多方面的比比较以确保安安全又节省造造价。2．普通的桩抗抗压能力最