某110m×95m橢圓形體育館屋蓋拱+索方案的討論

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某１１０ｍ×９５ｍ橢圓形體育館屋蓋拱＋索方案的討論

起來做，它相當于一個主拱，絕大部分是藏在天窗內的，并不

１問題提出

破壞整個建筑效果。然后在另一方向做次桁架，一端支在柱

上、一端支在主拱上，中問由從斜拱上下來的斜拉索吊起，不

平衡力全部通過主拱傳到基礎。 呈橢圓形，弧殼形屋面：長跨１ｌｏｒｅ左右，短跨９５ｍ左右，拱架

ｃｈｅｏｐｓ

萊綜合性體育館，為境外設計事務所提供的方案，平面

跨度１２０ｍ，高度３８ｍ，橫跨建筑物上，貫通東西；支承在東西

兩側的混凝土基座上，體育館總建筑面積１２ ８００ｍ２，總座位

５ ４００個，室內地上二層，局部三層，見圖１。結構設計中，屋 ａ．兩支座間加連桿。

蓋采用何種體系較好？

圖１某體育館立面

２結構布置的討論 ｒ

ｏｋｏｋ

１）對上部的拱＋索而言，屋蓋既是荷載同時也對整個體

系的穩定提供必要的剛度，斜拱＋平衡索的方案對下屋蓋

的面外剛度要求高，因此建議采用空間桁架或網架。

２）斜拱如不落地，最好加水平拉桿，否則下部混凝土結

構難以承受。建議斜拱最好落地，或屋蓋設計時考慮‘水平

拉桿’的作用。

ｈｈｕｘ

屋蓋可否考慮采用主體拱，索下的交叉桁架加膜覆蓋。

１）建議屋蓋采用膜結構，因為自重輕，近年來在大跨度

建筑中得到了廣泛應用。同時質量小，地震反應也小，這也

是美國丹佛國際機場采用膜結構的一個重要因素。

２）主拱、索、屋蓋及周邊圍護結構要做成整體。建議在

兩個拱支座間加埋地鋼索以平衡水平推力。風洞試驗也是

需要的。

無需冷藏

１）這種結構是自己拉自己，斜拱是鉸接，不吃側向辦，感

覺結構對活荷載的分布十分敏感，屋蓋好象是被彈簧吊著，

所以只有加大屋蓋自身的豎向剛度，但這樣做下來，屋蓋可

能會做得足以自己承重，斜拱成為一個花架子。

２）我的想法是在天窗范圍內加一個拱，或與天窗架結合

Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｖｏ１．３７，Ｎｏ．７，２００７

１）應該注意拱支座的推力可能較大，建議：

ｂ．加固地基，加大基礎（采用樁基礎，可采用斜樁）。

２）兩拱頂間要設必要的聯系，不然受力太亂。

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１）斜柱柱腳剛接，主要擔心穩定性不夠。

２）天窗處做箱形主桁架；另一方向做拱一拉索桁架，盡

量減小支座推力，對主桁架和支座（柱）的穩定都好。

３）斜拱的拉索預應力度設得低一些，安全度可大一些。

４）支座處是否可設計成彈性支座，人為地控制支座可提

供的最大反力；如采用單純鉸支座，擔心推力過大，支座承受

不住。

５）溫度的影響不可忽視。

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關于結構，本人的看法如下：

１）增加了外索和拱間水平索后，結構體系就比較完善

了。但由于沒有柱間支撐，垂直于拱方向的水平力需要由柱

子來承擔，使得柱子產生較大的彎矩和位移，所以建議在建

筑物的兩端布置幾道落地拉索，見圖２。

圖２增設落地拉索方案

２）圈梁應該有足夠的強度和剛度，支承放射梁和拉索

的軸力，同時提供斜拱的側向支撐。

３）斜拱的側向支承點距離不大，側向剛度可以做得小

一

些，可以減少斜拱的平面外受力。斜拱的支座應該做成鉸

接，可減少斜拱的平面外彎矩，避免剛接拱腳引起的局部彎

矩。

４）中間屋面大梁兩端宜相交，這對圈梁有利。

上述做法可以使結構受力更加明確：豎向 荷載主要由

斜拱承擔，邊緣部分由柱子承擔。水平荷載一個方向由斜拱

工業建筑２００７年第３７卷第７期 ｌｌ７