丁子文, 余祖國, 趙國興, 張 杰, 徐曉紅, 闞建忠, 高博青,2, 干 鋼,3

(1 浙江大學建筑設計研究院有限公司，杭州 310028；2 浙江大學 建筑工程學院，杭州 310028；3 浙江大學平衡建筑研究中心，杭州 310028)

1 工程概況

金華市體育中心坐落于浙江省金華市南部,湖海塘以南、二環(huán)路以北地段,是第19屆亞運會比賽場館(圖1),與金華亞運分村相距約7.4km,體育館將承辦亞運會藤球比賽,體育場則承辦足球賽事小組賽。項目總用地面積261 051m2,總建筑面積98 183m2,包括一個30 130座體育場、一個5 987座體育館和一個1 616座游泳館［1］。建筑方案呼應建設單位對經(jīng)濟性、實用性和標志性的要求,以富有尺度感和張力的混凝土V形柱與躍動的弧形金屬屋面相互映襯、剛?cè)岵?體現(xiàn)了建筑結(jié)構(gòu)力學與美學的統(tǒng)一。

圖1 金華市體育中心實景鳥瞰圖

金華市體育中心“一場兩館”均以顯露的混凝土V形柱作為上部大跨屋蓋(罩棚)的主要豎向支承構(gòu)件,其中體育館、游泳館為雙肢V形柱,體育場為四肢V形柱。因游泳館結(jié)構(gòu)形式與體育館類似且體量比體育館小,限于篇幅,本文主要闡述體育館和體育場。體育館(圖2)呈鵝蛋形平面,平面長約169m,寬約121m,建筑高度26.7m,地上二層(無地下室),二層面標高5.3m,看臺臺階層最高標高15.2m。體育場(圖3)為橢圓形平面,東西向長約295.8m,南北向長約296.5m,建筑高度46.1m(圖4),地上三層(無地下室),二層面標高6.0m,三層面標高9.5m,看臺臺階層最高標高22.0m。場館的混凝土承重構(gòu)件外露,既展現(xiàn)了體育建筑的力量之美,又節(jié)省了外立面裝飾和后期維護成本,實踐了綠色低碳的設計理念。

圖2 體育館日景

圖3 體育場夜景

圖4 體育場看臺剖面

2 結(jié)構(gòu)體系和布置

2.1 結(jié)構(gòu)難點

V形柱貫穿于三個場館的形體塑造,結(jié)構(gòu)設計之初也曾考慮過采用等截面斜柱+裝飾外包的形式,但不符合建筑師表達結(jié)構(gòu)顯露的力量感和精神氣質(zhì)。采用全現(xiàn)澆混凝土V形柱,其尺度和質(zhì)感均能滿足建筑方案效果,但給設計和施工帶來了不小的難度。本項目體育場館均為超長結(jié)構(gòu),尤其是體育場,直徑接近300m,溫度作用效應明顯,超長結(jié)構(gòu)溫度應力的分析和處理措施是需要重點研究的內(nèi)容。屋蓋均為大跨結(jié)構(gòu),其中體育場罩棚最大跨度約263.8m,體育館屋蓋最大跨度約151m,均為大跨屋蓋建筑［2］。大跨屋蓋的結(jié)構(gòu)選型和關鍵節(jié)點的分析與設計成為最核心的內(nèi)容。

2.2 結(jié)構(gòu)方案

體育館由平臺層、看臺層和鋼結(jié)構(gòu)屋蓋組成。根據(jù)建筑平面功能布局和外立面效果,單體建筑不設縫。下部結(jié)構(gòu)采用混凝土框架結(jié)構(gòu),屋蓋采用雙曲面雙層鋼網(wǎng)殼［3］,周邊支承,平面尺寸約151m×102m。體育場由平臺層、看臺層和鋼結(jié)構(gòu)罩棚組成。體育場為半敞開(露天)結(jié)構(gòu),且平面尺寸比體育館大很多,下部混凝土結(jié)構(gòu)通常要考慮是否設置伸縮縫及設縫帶來的影響,國內(nèi)也有中、大型體育場下部混凝土結(jié)構(gòu)不設縫的案例,但采取的技術措施成本代價通常都較大,且實際使用過程中仍較難避免有害裂縫的產(chǎn)生。在滿足建筑使用功能、確保主要外立面效果的前提下,以控制工程造價為準繩,體育場下部混凝土結(jié)構(gòu)考慮設置4道伸縮縫(圖5),縫的位置選在最邊跨V形柱(月牙形罩棚落地前的最后支承點)外側(cè),這樣對建筑外立面影響最小,同時也使得鋼結(jié)構(gòu)罩棚與單個混凝土結(jié)構(gòu)單元相對應。

體育場看臺設縫后形成典型的扇形平面,分為東、西、南、北四個區(qū),東、西區(qū)最大直線長度約140m,南、北區(qū)最大直線長度約200m。體育場東、西兩側(cè)看臺上方對稱設置兩個月牙形罩棚,單個罩棚南北向長263.8m,東西向?qū)?4m。罩棚采用雙層鋼網(wǎng)殼,網(wǎng)殼在看臺內(nèi)側(cè)多點支承于混凝土V形柱頂,看臺外側(cè)上方采用封邊管桁架形成落地拱,拱腳處設置混凝土支墩。

體育館首層(平臺層以下)外圍承重柱為方形截面1 500×1 500,其上為雙肢變截面V形柱(柱根截面750×1 500)。雙肢V形柱沿建筑外輪廓布置,斜柱頂部相交,形成W形外立面。V形柱最低處柱頂標高14.1m,最高處柱頂標高22.8m。柱頂設置一道大環(huán)梁,環(huán)梁內(nèi)設置無粘結(jié)預應力鋼筋,網(wǎng)架屋蓋支座位于環(huán)梁上方。體育場首層(平臺層以下)外圍承重柱為梯形截面2 000×1 400/2 000,其上為四肢V形柱(柱根截面1 000×1 400),其中內(nèi)側(cè)兩肢為等截面,外側(cè)兩肢為變截面,沿建筑外輪廓布置,斜柱頂部兩兩相交,形成抽空倒棱錐體外立面。V形柱最低處柱頂標高17.8m,最高處柱頂標高28.7m,內(nèi)側(cè)兩肢支承看臺斜梁,外側(cè)兩肢支承鋼結(jié)構(gòu)罩棚。雙肢V形柱、四肢V形柱的外側(cè)兩肢截面尺寸隨高度變化,上大下小,圖6為體育場V形柱軸測圖(1/4局部),體育館與之類似。

圖6 體育場V形柱軸測圖

2.3 基礎選型

根據(jù)金華地區(qū)地質(zhì)特征和場地巖土工程勘察報告,考慮到主體結(jié)構(gòu)跨度大、荷載分布不均勻,淺層黏性土層不能滿足設計要求,基礎采用大直徑機械沖抓成孔擴底灌注樁,樁端持力層為中等風化泥質(zhì)粉砂巖。樁全斷面進入持力層不小于1m,基巖埋深較淺,最小有效樁長不小于6m。支承大跨屋蓋的雙肢和四肢V形柱下大柱子的基礎采用四樁承臺,以保證主要承重柱下基礎抗傾覆能力,其余框架柱采用一柱一樁,充分利用基巖的承載力。體育館基礎平面布置見圖7。體育場罩棚落地拱處局部開挖小地下室,設置箱形基礎以抵抗桁架拱產(chǎn)生的巨大水平推力。

圖7 體育館基礎平面布置圖

3 超長混凝土結(jié)構(gòu)應力分析

3.1 溫度作用取值

超長結(jié)構(gòu)合攏后,溫度變化和混凝土收縮會對混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的應力。根據(jù)金華市當?shù)貧夂驐l件,選擇伸縮后澆帶封閉時的環(huán)境溫度在14～18℃,金華地區(qū)最冷月月平均最低氣溫為3℃,最熱月月平均最高氣溫為36℃。伸縮后澆帶在60d后封閉,此時混凝土收縮的50%已完成［4-5］,后期收縮當量溫差取抵抗0.15‰混凝土收縮值折算的附加降溫溫差為10℃。升溫溫差=最高使用溫度-(最低初始溫度-收縮當量溫差)=36-(14-10)=32℃。降溫溫差=(最高初始溫度+收縮當量溫差)-最低使用溫度=(18+10)-3=25℃。對于室外混凝土結(jié)構(gòu),可直接取計算溫差為+32℃,-25℃。對于室內(nèi)混凝土結(jié)構(gòu),考慮最高使用溫度和最低使用溫度折減,可取計算溫差為+24℃,-20℃。通常升溫工況不會對混凝土樓板產(chǎn)生拉應力,后續(xù)分析僅針對降溫工況。

3.2 體育館超長混凝土結(jié)構(gòu)應力分析

體育館整體不設縫,為環(huán)形超長結(jié)構(gòu),取降溫溫差-20℃(室內(nèi))和-25℃(室外)進行計算,考慮鋼筋混凝土初始剛度折減系數(shù)0.85［6］,采用PMSAP程序進行溫度應力有限元分析,得到體育館二層樓板的溫度應力等值線分布圖,進行了外廊設縫與不設縫情況下溫度應力對比分析(圖8)。由圖8(a)可以看出,外廊不設縫時,樓板最大拉應力發(fā)生在內(nèi)環(huán)內(nèi)側(cè)、洞口角部,框架柱周圍樓板受約束處拉應力也較大;外廊區(qū)域均出現(xiàn)拉應力較大區(qū)域,約3～4MPa。;室內(nèi)部分最大拉應力出現(xiàn)在內(nèi)環(huán)曲率最大處,最大名義拉應力4.8MPa。由圖8(b)可以看出,外廊設分叉縫時,開口處外圍大框架柱約束處出現(xiàn)局部應力集中現(xiàn)象,峰值應力達6.6MPa,但范圍較小、衰減很快;外廊區(qū)域拉應力(約2～3MPa)比不設縫時明顯減小;內(nèi)環(huán)內(nèi)側(cè)、洞口角部的拉應力分布規(guī)律與不設縫時接近,室內(nèi)部分最大名義拉應力4.6MPa,相對不設縫時略有降低。彈性分析得到的溫度作用下樓板名義應力尚應考慮徐變應力松弛系數(shù)0.3,外廊設縫情況下,樓板折算最大值拉應力約為1.38MPa。

圖8 體育館二層外廊設縫前后溫度應力云圖對比/kPa

3.3 體育場超長混凝土結(jié)構(gòu)應力分析

體育場通過在四個運動員入口(即最邊跨V形柱外側(cè))處設置雙柱形成四道變形縫,將其分解為四個扇形區(qū)段,南、北區(qū)段最大直線長度仍有200m。取降溫溫差-25℃進行計算,考慮鋼筋混凝土初始剛度折減系數(shù)0.85,采用PMSAP程序進行溫度應力有限元分析,得到體育場二層樓板的溫度應力云圖(圖9)。由圖9可以看出,樓板最大拉應力發(fā)生在框架柱周圍、洞口角部,但應力衰減較快,內(nèi)弧中段的拉應力水平較高。體育場二層樓板溫度應力分布規(guī)律可概括為,外弧區(qū)域應力由中間向兩頭逐漸增大,內(nèi)弧區(qū)域應力由中間向兩端逐漸減小。彈性分析得到的溫度作用下樓板的名義應力最大值約為8.2MPa,考慮徐變應力松弛系數(shù)0.3,樓板折算最大值拉應力約為2.46MPa。300m直徑看臺不設縫情況下的樓板折算最大值拉應力約為3.53MPa?？紤]建筑效果、工程造價和實施難度之間的平衡,設置四道伸縮縫是較為合適的。

圖9 體育場二層看臺溫度應力云圖/kPa

3.4 超長混凝土結(jié)構(gòu)防裂處理措施

由于結(jié)構(gòu)平面超長,且當?shù)匚挥谙臒岫涞貐^(qū)、季節(jié)溫度變化較大,為了減小混凝土溫度收縮應力的不利影響,主要采取了以下措施:

(1)設置多道施工后澆帶,嚴格控制伸縮后澆帶封閉時間,合理選擇后澆帶入模環(huán)境溫度。伸縮后澆帶在60d后封閉,混凝土收縮的50%可完成,解決了早期收縮的問題。在合適的溫度封閉后澆帶,減少溫差(主要是溫降),從而降低結(jié)構(gòu)在使用階段的溫度應力。

(2)根據(jù)計算分析布置溫度鋼筋,樓板配筋采用細而密的形式,加強平面凹口、角部、大洞口邊、V形柱根區(qū)域的板配筋,加強環(huán)向梁的通長鋼筋配置。

(3)體育館除二層外廊(室外平臺)外均為室內(nèi)結(jié)構(gòu),溫度收縮應力總體可控,通過二層外廊每隔50～60m設置分叉型伸縮縫的形式,使拉應力較大值分布區(qū)域明顯減少。

(4)體育場超長混凝土結(jié)構(gòu)溫度應力較大,在看臺環(huán)向框架梁內(nèi)設置無粘結(jié)預應力筋,同時對露天看臺板和環(huán)向次梁隔跨設置U形誘導槽(圖10),引導收縮裂縫集中發(fā)生在指定區(qū)域,使看臺梁板溫度應力發(fā)生重分布并降低拉應力水平。

圖10 U形誘導槽節(jié)點及布置

(5)采用補償收縮混凝土,選用低水化熱水泥、嚴格控制水灰比,采取降低原材料溫度、減少商品混凝土運輸時吸收外界熱量等措施控制入模溫度。室外平臺(其下無房間)結(jié)構(gòu)板面也設置保溫層,降低輻射引起的構(gòu)件表面溫差。

4 體育場館大跨屋蓋結(jié)構(gòu)設計

4.1 體育館鋼屋蓋分析與設計

體育館屋蓋輪廓呈鵝蛋形,平面尺寸151.3m×102.2m。結(jié)合建筑使用空間,利用比賽館和練習館間一排柱升至屋頂,柱頂框架梁作為網(wǎng)殼屋蓋的支座,以盡可能減小結(jié)構(gòu)跨度,兩側(cè)分別采用不同的網(wǎng)格布置及網(wǎng)殼高度,使結(jié)構(gòu)更加經(jīng)濟合理。比賽館上方大網(wǎng)殼跨度為102.2m,網(wǎng)殼高度為3.52m,高跨比約1/30。體育館屋蓋結(jié)構(gòu)形式為雙曲面雙層鋼網(wǎng)殼,多點支承,節(jié)點采用螺栓球節(jié)點及焊接球節(jié)點,支座形式為平板支座,考慮施工期間靜荷載下的水平力釋放。

將體育館鋼屋蓋與下部混凝土結(jié)構(gòu)整體建模分析(圖11),采用PMSAP和MIDAS軟件進行計算對比,主要計算指標均滿足要求,本文不再贅述。鋼屋蓋采用空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)分析設計軟件MST進行計算分析和輔助設計,主要荷載標準值如下:1)屋面恒載上弦0.35kN/m2,下弦0.5kN/m2,網(wǎng)殼中心最內(nèi)兩圈16個下弦節(jié)點預留斗型屏吊掛荷載200kN;2)雪壓取0.65kN/m2,風壓取0.4kN/m2,均按100年重現(xiàn)期;3)計算溫差取±25℃,結(jié)構(gòu)合攏及支座固定時的環(huán)境溫度控制在(20±3)℃。

圖11 體育館總裝模型

采用MST軟件對網(wǎng)殼進行滿應力優(yōu)化設計,鋼材選用Q345B,桿件控制應力比0.85,比賽館上方網(wǎng)殼計算最大豎向位移為344mm,小于L/250(L/250=409mm,L為網(wǎng)殼短向跨度),滿足《空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)技術規(guī)程》(JGJ 7—2010)［3］的要求。體育館鋼屋蓋平面為類橢圓形,網(wǎng)殼根部的徑向水平推力引起支座處環(huán)向受拉,V形混凝土柱頂環(huán)梁為拉彎構(gòu)件,為抵抗環(huán)向拉力并控制超長結(jié)構(gòu)有害裂縫,在環(huán)梁內(nèi)設置了無粘結(jié)預應力鋼筋。

4.2 體育場罩棚分析與設計

體育場罩棚的水平投影為月牙形,共有兩個,在東、西兩側(cè)看臺上方對稱布置,采用曲面雙層鋼網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)。單個網(wǎng)殼長跨方向263.8m,短跨方向44.5m,結(jié)構(gòu)最高點43.4m。網(wǎng)殼在看臺內(nèi)側(cè)支承于V形柱頂,在看臺外側(cè)挑空,根據(jù)建筑造型和結(jié)構(gòu)支承條件,采用多點支承與前端封邊桁架拱相結(jié)合的形式,前端大拱和落地處局部采用管桁架,其余為螺栓球節(jié)點和焊接球節(jié)點,拱腳落地處設置四個混凝土支墩。

鋼網(wǎng)殼采用MST軟件進行計算分析和輔助設計,主要荷載標準值:1)屋面恒載取0.4kN/m2,其中玻璃懸挑部分和采光天窗取0.8kN/m2;2)雪壓、風壓同體育館,風荷載體型系數(shù)根據(jù)廣東省建筑科學研究院提供的《浙江金華體育場風洞動態(tài)測壓試驗報告》取值,風向角間隔為15°(0°～360°),每一個風向角作為一個工況,共24個工況;4)溫度差取±35℃,結(jié)構(gòu)合攏及支座固定時的環(huán)境溫度控制在(20±3)℃。

采用MST軟件對網(wǎng)殼進行滿應力優(yōu)化設計,鋼材選用Q345B,桿件控制應力比0.8,計算最大豎向位移為283mm,大于l/125(262mm)(l為網(wǎng)殼的懸挑跨度),安裝時需要起拱,最大起拱量為100mm,起拱量分布與重力荷載作用下的變形方向相反(圖12)。利用MIDAS Gen軟件進行了整體穩(wěn)定性分析,荷載工況為“1.0恒荷載+1.0滿跨雪荷載”和“1.0恒荷載+1.0半跨雪荷載”兩種典型工況,先進性特征值屈曲分析,再將第1階屈曲模態(tài)作為初始幾何缺陷導入到計算模型,進行幾何非線性屈曲分析,得到第一臨界點處的極限承載能力系數(shù)均大于7,說明網(wǎng)殼具有較高的極限承載力,滿足穩(wěn)定性驗算要求［7］。

圖12 體育場罩棚變形云圖/mm

采用ANSYS軟件進行管桁架節(jié)點有限元分析發(fā)現(xiàn),管桁架相貫節(jié)點存在應力集中現(xiàn)象,采用主管局部加套管的方法可以減少相貫節(jié)點處的應力集中現(xiàn)象,典型套管壁厚10mm,長度800mm,用鋼量增加較少(增加約4.2%),既能確保安全又經(jīng)濟合理。

4.3 主要結(jié)構(gòu)材料用量指標

體育場館不僅平面超長,而且屋蓋通常采用大跨鋼結(jié)構(gòu)［8-9］,在滿足結(jié)構(gòu)承載力、變形、穩(wěn)定性的前提下,合理的用鋼量是設計的重要控制指標。本項目通過精細化設計進行用鋼量指標控制,初步設計與施工圖設計用鋼量對比見表1(用鋼量不含檁條、馬道等附屬構(gòu)件,面積按網(wǎng)殼展開面積計算),施工圖相比初步設計用鋼量優(yōu)化約5%～8%。

表1 初步設計與施工圖設計用鋼量對比/(kg/m2)

5 專項設計分析

5.1 看臺溫度誘導槽分析

體育場超長結(jié)構(gòu)應力分析結(jié)果表明,降溫工況下看臺中段的拉應力水平較高。借鑒熱力管道幾字形伸縮節(jié)的工作原理,對看臺梁板設置誘導槽進行有限元分析,研究降溫工況下梁、板結(jié)構(gòu)構(gòu)件中的拉應力及其分布規(guī)律,并與不設誘導槽的相同結(jié)構(gòu)單元的分析結(jié)果作對比,結(jié)果見圖13。在看臺結(jié)構(gòu)徑向隔跨布置誘導槽,以柱位處雙主梁的形式將看臺板和次梁沿環(huán)向均勻地分解為若干個獨立的溫度區(qū)段,各區(qū)段的環(huán)向?qū)挾炔怀?0m。設置誘導槽后,樓板和次梁“斷開”,框架梁連續(xù),根據(jù)應力分析結(jié)果,位于環(huán)向框架梁之間的大部分看臺區(qū)域內(nèi),看臺板及次梁內(nèi)的溫度應力分布均勻且數(shù)值減小,環(huán)向框架梁及相鄰板內(nèi)溫度應力未減小但分布集中。故可采用抗與放相結(jié)合的策略,僅在看臺環(huán)向框架梁內(nèi)施加預應力,而看臺板只需適當提高拉通鋼筋的配筋率即可。

圖13 誘導槽設置前后溫度應力對比圖/MPa

5.2 V形柱設計與施工

體育場及體育館、游泳館的外圍受力構(gòu)件均由多個連續(xù)V形柱組成。V形柱作為關鍵承重構(gòu)件,其重要性不言而喻。設計采用PMSAP整體模型(桿單元模擬梁、柱)進行構(gòu)件計算和配筋,并采用MIDAS軟件進行實體單元有限元分析,得到雙肢V形柱的應力狀況(圖14),對應力較大的節(jié)點區(qū)域予以加強。由于V形柱沿建筑外立面高矮變化,其內(nèi)力分布特點主要表現(xiàn)為高肢柱底彎矩較大,矮肢柱底剪力較大。在V形柱的施工過程中,由于節(jié)點區(qū)域的鋼筋數(shù)量較多,施工難度很大,為了保證施工質(zhì)量,設計通過空間建模的方式,確定了每一根鋼筋的空間坐標及插筋角度(圖15)。通過設計與施工的密切配合,成功解決了V形柱澆筑成型的4個難題:三維測量放線問題、高大模板支撐問題、節(jié)點區(qū)鋼筋綁扎問題和節(jié)點區(qū)混凝土澆筑問題［10］。施工完成后觀感質(zhì)量較好,外露結(jié)構(gòu)表面僅涂刷一層混凝土保護劑,不再進行其他裝飾涂刷,展現(xiàn)出了混凝土的原形與原色,既經(jīng)濟又環(huán)保。

圖14 雙肢V形柱有限元應力分析云圖/MPa

圖15 四肢V形柱鋼筋三維放樣圖

5.3 體育場罩棚大拱基礎設計

體育場罩棚前端大拱水平投影長度達263.8m,在滿布雪荷載作用時,拱腳產(chǎn)生了巨大的水平推力,在極端風荷載作用時,風吸作用將產(chǎn)生上拔力。得益于金華地區(qū)良好的地質(zhì)條件,場地基巖埋深較淺,為拱腳基礎創(chuàng)造了有利條件,在大拱落地處設置了箱形基礎,每榀拱設置兩個,共四個基礎支墩(圖16)?；A平面形狀為矩形帶切角,分6個腔體,側(cè)壁布置方向與大拱推力方向一致,壁厚1m?；A底板厚1.5m,底板從側(cè)壁挑出3m。基礎以中等風化泥質(zhì)粉砂巖為持力層,基巖表面鑿毛以增加摩擦力,基底進入持力層深度不小于1.5m?；臃什蹆?nèi)回填毛石混凝土至室外地面以下0.3m,確?；A與基坑側(cè)壁傳力,同時也增加了基礎配重,側(cè)推傳力路徑為罩棚→桁架拱→箱形支墩→基巖。

圖16 混凝土箱形支墩平面及剖面布置

6 結(jié)論

(1)金華市體育中心的結(jié)構(gòu)方案契合了建筑外立面造型,結(jié)構(gòu)融合于建筑,將輕盈的大跨拱形鋼屋蓋與厚重的混凝土V形柱有機結(jié)合,展現(xiàn)了體育建筑的力量與韻律之美。

(2)體育場館結(jié)構(gòu)單元平面形狀通常為環(huán)形或扇形,其超長混凝土結(jié)構(gòu)應力分析研究結(jié)果表明,樓板溫度應力分布規(guī)律與常規(guī)矩形平面存在顯著差異,表現(xiàn)為曲率和豎向構(gòu)件約束的影響。對環(huán)形平面,最大拉應力出現(xiàn)在曲率較大的內(nèi)環(huán)的中部。對扇形平面,外弧區(qū)域拉應力由中間向兩頭逐漸增大,內(nèi)弧區(qū)域拉應力由中間向兩端逐漸減小,內(nèi)弧中段的拉應力值普遍較高。

(3)體育館環(huán)形超長結(jié)構(gòu)整體不設縫,在溫度作用影響較大的外廊每隔50～60m設置分叉型伸縮縫,對建筑外立面幾乎不產(chǎn)生影響,但能有效降低混凝土收縮和溫度應力的不利影響。不僅使外廊區(qū)域的溫度應力得以釋放,而且內(nèi)環(huán)處最大拉應力也有所降低。

(4)體育場看臺扇形超長結(jié)構(gòu)溫度應力較大,采取了抗與放相結(jié)合、以放為主的策略,在看臺環(huán)向框架梁內(nèi)設置無粘結(jié)預應力筋,同時對看臺板和環(huán)向次梁隔跨設置U形誘導槽,能顯著減小樓板溫度應力,并引導裂縫發(fā)生在指定區(qū)域,將離散性問題轉(zhuǎn)化為確定性問題,通過特殊防水構(gòu)造措施保證建筑正常使用功能不受影響。

(5)利用周邊V形柱頂環(huán)梁及比賽館和練習館間柱頂框架梁作為體育館網(wǎng)殼屋蓋的支座,以盡可能減小結(jié)構(gòu)跨度,兩側(cè)分別采用不同的網(wǎng)格布置及網(wǎng)殼高度,使結(jié)構(gòu)更加經(jīng)濟合理。體育場罩棚管桁架節(jié)點受力復雜,采用“套管法”對主管局部加強,改善節(jié)點區(qū)應力分部,兼顧了安全和造價的平衡。

(6)雙肢和四肢V形柱下大柱子的基礎采用四樁承臺,確保了大跨屋蓋承重柱下基礎抗傾覆能力,其余框架柱則采用一柱一樁的大直徑擴底樁,充分利用基巖的承載力。體育場罩棚前端大拱支墩承受巨大的水平推力,箱形基礎提供支座剛度,育場罩棚前端大拱支墩承受巨大的水平推力,箱形基礎提供支座剛度,通過箱形基礎底板下布置巖石錨桿,基巖表面鑿毛+底板底部做臺階,底板外挑上壓毛石混凝土等綜合措施,增強基礎抗滑移和抗傾覆能力。