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【設計分享】尚賢苑體育公園結構設計

作者：張陽發(fā)布時間：2023-07-17 瀏覽次數(shù)：1157

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尚賢苑體育公園

01 項目背景

高水平建設社區(qū)體育公園，是“十四五”期間洛陽市委、市政府著力推進的重點民生工程，也是提升城市品質、打造青年友好型城市的重要載體。建設社區(qū)體育公園，是推進公共服務進社區(qū)的重要內容。目前，洛陽中心城區(qū)已經規(guī)劃建成一批社區(qū)體育公園和社區(qū)健身中心，贏得社區(qū)居民的廣泛點贊。

根據(jù)項目規(guī)劃，體育公園項目將按照A、B、C三類規(guī)劃建設。A類社區(qū)體育公園，除了運動健身外，還兼具文化、生活服務等用途，室內面積4000平方米左右，其中室內健身場地占2000平方米左右，文化和生活類占2000平方米左右；B類社區(qū)體育公園，以室內運動健身功能為主，室內面積2000平方米左右；而C類社區(qū)體育公園，以室外運動健身功能為主。

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鳥瞰效果圖

洛陽市洛龍區(qū)尚賢苑體育公園項目是在建設中的具有代表性的A類社區(qū)體育公園。尚賢苑健身中心是該體育公園的主體建筑，位于洛陽市洛龍區(qū)尚賢街與太康東路交叉口西北角，地下1層，地上3層，總建筑面積6359.82㎡。內含游泳館、健身房、乒乓球培訓館、操課廳、多功能運動館。除此之外，還有運動康復理療中心、便利店、閱覽室等便民設施。項目建成投用后，將成為融運動健身、休閑娛樂、文化服務等功能于一體的公益性公共空間，可服務周邊小區(qū)的4萬余名居民。

【建筑設計】：李真巖、李磊營

【結構設計】：宋勇、張陽、潘巧玉

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02 技術要點

本工程結構體系為鋼框架中心支撐結構，左側單體建筑高度17.550m，右側單體建筑高度22.450m，采用連廊將兩單元連接，形成低位連體結構。

初步設計過程中發(fā)現(xiàn)，首層和頂層均存在大跨度組合桁架，首層抗側力結構的層間受剪承載力小于相鄰上一樓層的80%，屬于樓層承載力突變。同時，左右單元采用低位連體構件相連，形式了事實上的復雜連接體系。

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右單元橫剖面圖

在設計過程中我們分別采用了PKPM、PMSAP、Midas Gen三種設計軟件進行計算，經對比計算結果發(fā)現(xiàn)，在多遇地震和罕遇地震下結構的層間位移角均不超越規(guī)范限值的40%，各結構構件應力都在規(guī)范限值以內，構件變形都能滿足規(guī)范要求。

在設計過程中，左右單元之間的的低位連體構件的設計是一個難點。右單元整體剛度較小，罕遇地震下的絕對位移量遠遠大于左單元，雖然連廊與兩側主體結構均采用鉸接連接，然而實際上僅依靠梁端腹板平面外的變形能力是遠遠不能承擔地震動作用下的承載力要求。因此設計時在剛度較大的左單元一側設計為固定鉸支座，另一端采用滑動鉸支座，采用抗震球形鋼支座實現(xiàn)，滑動量控制為兩單元在罕遇地震作用下最大絕對位移差值的1.5倍，并采用防墜落板控制端部位移不至于發(fā)生梁端掉落。

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右單元一層桁架

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右單元屋面桁架

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左單元側向支撐

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右單元側向支撐

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桁架1

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桁架2

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桁架3

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小桁架下弦與主桁架下弦連接做法

右單元在設計過程中，與桁架直接相連的框架柱采用了鋼管混凝土柱。眾所周知，混凝土的抗壓強度高，抗拉能力很弱；而鋼材具有良好的變形能力和承載能力，但是在承擔較大荷載時依然需要很大的截面以確保穩(wěn)定性。鋼管混凝土柱結合混凝土與鋼材二者的優(yōu)點，可使混凝土處于三向受壓狀態(tài)，其抗壓強度可成倍提高。同時由于混凝土的存在，提高了鋼管的剛度，兩者共同發(fā)揮作用，大大地提高了承載能力和變形能力。此外鋼管混凝土柱施工方便，可使工期大大縮短，同時其防火性能優(yōu)于普通鋼結構。

大跨度鋼結構建筑通常采用鋼桁架作為主承力結構，由上弦受壓桿件與混凝土樓板之間采用栓釘相連接形成組合構件，兩者共同分擔上弦壓力的組合桁架是目前常用的桁架結構體系，兩者形成的組合構件具有整體性好，剛度大，抗震性能好，經濟性能好的優(yōu)點。桁架受荷之后樓面板平面內產生的壓力可以有效的阻止樓板裂縫的產生。同時，為了施工過程中主桁架平面外能得到有效約束，右單元首層和頂層均采用了雙向正交鋼桁架結構作為大跨度樓、屋面的承力構件，次桁架在施工和使用過程中均對主桁架提供了很好的約束，對提高結構整體剛度，改善兩個方向的抗震性能有很明顯的效果。

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