某体育馆结构设计及分析

　　2020 年 25 期 179 建筑工程某体育馆结构设计及分析 ■ 张玉中建中环工程有限公司 江苏南京 210000摘 要：结合具体工程，详细分析了如何使该体育馆更接近实际受力情况的概念设计、抗震设计、结构布置注意事项以及施工图注意事项等。关键词：体育馆；结构设计Structural Design and Analysis of a Gymnasium ■ Yu ZhangChina Construction power and environment engineering Co., ltdAbstract: Combined with the specific project, the paper analyzes the conceptual design, seismic design, structural layout and construction drawing in detail, which can make the gymnasium closer to the actual stress situation. Key words: gymnasium; structural design引言体育馆这类建筑物因在使用功能上具有特殊要求，其结构特点为体型复杂、跨度大、楼板开大洞，本文结合一个实际工程讨论体育馆这类建筑在结构设计时的设计方法、设计步骤。1. 工程概况本文的实例工程为：某小学体院馆。根据我国现行《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010），本工程为重点设防类建筑，按 7 度抗震设防，本工程结构计算采用的抗震设防烈度为 8度(0.20g)，特征周期为0.55s ，设计地震分组为第二组。地上 5 层，地下 1 层。首层层高 4.8m，标准层高为 3.9m，房屋总高20.550 米，为多层建筑。典型柱网尺寸为 8.4 米，采用钢筋混凝土框架结构。2. 概念设计体育馆这类建筑为平面不规则的结构，若像规则结构一样正常模拟计算，难以确保性能安全，需全面考虑，平面关系梳理清晰，做到严谨。此类建筑物对建筑外立面造型要求较高，结构专业需与其他专业配合及时。电算时应和建筑及给排水专业确定降板标高及范围，按照降板关系调整梁高及标高，特别注意开洞，建筑线条等对电算荷载的影响，核对建筑节点大样特别是外部立面造型复杂的节点，此类节点荷载需考虑足够。根据我国现行《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）表 6.1.2，本工程抗震等级为二级，抗震构造措施的等级为二级，屋面大跨度框架抗震等级为一级，并考虑竖向地震作用的影响。由于该地区位于 8 度区，抗震设防等级高，为提高结构整体刚度，在该结构三层篮球场观众席上布置梁提高刚度如图 2 所示。如图 1 即二层结构平面布置图所示看台若采用二次设计，会导致整体刚度不够，将看台带入模型整体设计。按照看台台阶布置梁，布置梁时形成极短柱，导致节点核心区抗剪不过，在柱中加入型钢，提高柱子的抗剪承载力和延性。 根据规范的要求，对结构的不规则进行判断，并采取加强措施。因该工程楼板开大洞、穿层柱以及位移比大于 1.2，采取以下措施；（1）按照层模型和层间梁模型包络设计； （2）采用两种不同力学模型进行指标对比分析，采用弹塑性时程分析（小震和大震）选取一条人工波，两条天然波进行多遇地震时程分析； （3） 楼板温度应力分析。图1 二层结构平面布置图针对该建筑物平面特点及功能需要，在绘制构件施工图过程中，需注意几点：（1）平面不规则时板筋布筋方向一般不同，需分区域确定布筋方向半岛官网，且区域内板筋方向必须与布筋方向一致。（2）弧形梁注意要全长加密，对于特殊梁，配筋时要注意的强条比较多。（3）因该地区抗震设防等级高，柱配筋时需特别注意核心区箍筋配够以及全截面纵筋是否配够。图2 三层结构平面布置图3. 抗震设计针对该建筑物平面不规则及体型复杂的特点，采取以下抗震措施加强抗震薄弱环节。主体结构抗震加强措施：（1）本工程所在地为 7 度（0.15g）抗震设防，本工程结构计算采用的抗震设防烈度为 8 度 (0.20g)。（2）由于本工程平面超长，对本工程进行了楼板温度应力分析（合拢温度18度，正负20度分析），结果表明平面洞口周边应力集中，故采用以下措施加强减小温度应力对结构的影响：全楼采用隔热保温材料覆盖。 （3）根据抗规，采用两条天然波和一条人工波进行了小震弹性时程分析 , 单条波底部剪力不小于振型分解反应谱法的 65%, 三条波底部剪力不小于振型分解反应谱法的 80%。结果表明：罕遇地震弹性时程分析下，楼层最大位移角为 1/81，满足规范 1/50 的要求。构件类抗震设计：（1）体育馆屋顶梁为大跨度梁，根据《GB50011-2010》，将其抗震等级提高到一级并考虑竖向地震作用影响，大跨处柱也相应提高抗震等级即按照一级抗震计算并配筋。大跨度梁底筋配筋适当加大 , 采用 3% 起拱控制挠度。（2）按照 7 度 0.15g 进行中震性能分析 , 根据中震不屈服结果对柱配筋进行包络设计，并按照按照中震抗剪弹性复核穿层柱箍筋 ,穿层柱上下配筋应一致，配筋值适当放大，且箍筋全高加密。（3）所有楼层板配筋采用双层双向配筋，温度应力集中区域板厚设置为 130mm 并加强该区域板配筋。体育馆屋面板厚度加厚，并且配筋率不小于 0.25%。（4）抗震设计配筋时，采用上部结构嵌固在拉梁顶面及基础顶面包络设计。综上所述，对于体育馆建筑这类体型复杂及平面不规则的建筑物，在设计过程中要不断总结经验、积累经验，使这种结构的设计合理、安全、经济、适用。此文介绍了该体育馆结构的设计过程和方法，为此类结构的设计提供了一些建议和参考。