室內運動場鋼結構設計與思路分析

    切割機進行切割加工，桁架上下弦均為“K”型節點；B軸縱向桁架的端部連接采用螺栓夾板固定，主拱型桁架上下弦桿與縱向桁架和鋼柱的連接采用銷軸連接，它的加工制作相對簡單，與計算簡圖吻合，其節點詳圖見圖12所示。

    4.屋面和墻面設計
    4.1 屋面設計
    由于本工程在建模過程中為整體建模，即屋面檁條也參與建模，因此，屋面檁條不僅承受恒荷載、活荷載等豎向荷載，同時還承受山墻傳來的風荷載以及整個結構的水平荷載。屋面布置有間距為1.5m的矩形檁條，檁條中間設一道拉條，檁條為□140×80×4；在布置抗風柱的軸線位置上的檁條兼作剛性系桿，檁條截面加大為□140×140×4；用來傳遞山墻上的風荷載。

    本工程的屋面采用現場復合板型式，即屋面外板+保溫棉+屋面內板，屋面外板和內板均采用840型波紋鍍鋁鋅彩色涂層鋼板，外板基板厚度0.6mm，內板基板厚度0.5mm。金屬屋面板具備結構、裝飾和防水三重功能。外板和內板中間鋪設有100mm厚容重為14Kg·m-3的玻璃絲保溫棉。整個屋面系統重量為23Kg·m-2(包含檁條)。為了本室內運動場采光和節能要求，在屋面布置了3道采光帶；同時為了促進室內空氣流動加快在屋脊布置了8個600型自然通風器。

    4.2 墻面設計
    墻面選用180×70×20×3和160×70×20×3的C型鋼檁條，檁條中間布置拉條。在選擇墻體材料時主要考慮：1）選用輕質材料，2）裝飾性，3）可維護性；墻面同樣采用現場復合板，即墻面外板+保溫棉+墻面內板，墻面外板和內板均采用840型波紋鍍鋁鋅彩色涂層鋼板，基板厚度均為0.5mm。金屬墻面板同樣具備結構、裝飾和防水三重功能。外板和內板中間鋪設有100mm厚容重為14Kg·m-3的玻璃絲保溫棉。在20年的正常使用年限內，不需要特別維護，維護費用遠低于傳統材料墻體。

    5.結語
    本工程具備鋼結構所有的設計、施工、使用等的很多優點，相對于混凝土結構而然，它具有自重輕、施工速度快、性能好、環保、工廠化程度高、勞動強度小等優點；由于本工程建造所在的地方周圍是換熱站、超市、賓館，它的地下面有很多暖氣管道、下水道、蓄水池，因此，鋼結構自重輕的優勢就非常明顯。方案二選用的三角形空間桁架它的用鋼量因明顯高于方案三的平面桁架，并且三角形空間桁架節點設計要比平面桁架復雜，加工難度也相對復雜，因此方案三的經濟效益非常明顯。

本文對在工程設計和施工中主要想說明幾點：1）首先要考慮建筑造型是否具有現代氣息；2）在結構選型中要選擇經濟效益比較好的結構；3）在結構設計中要把大跨度、小跨度構造合理劃分，減小設計和施工難度；講究布局的協調性；4）在節點設計中應首選結構簡單，制作和施工方便的節點；5）要考慮長遠利益，比如結構新穎、環保等；

    本文我們主要敘述了本工程的設計思路和設計過程，希望能對相關的設計人員和施工人員提供有益的借鑒作用。

    參考文獻：

    [1]  《鋼結構事故分析與處理》雷宏剛，北京：中國建材工業出版社出版，2003.3.
    [2]  《建筑抗震設計規范》GB20011-2001.北京：中國建筑工業出版社，2002.
    [3]  《建筑結構荷載規范》GB50009-2001. 北京：中國建筑工業出版社，2002.
    [4]  《建筑結構荷載設計手冊》陳基發  沙志國. 北京：中國建筑工業出版社，2004.
    [5]  《鋼結構設計規范》GB50017-2003.北京：中國計劃出版社，2003.
    作者簡介：

    田海明（1975-），男，工程師，主要從事輕型和空間鋼結構設計研究工作。

    韓海林（1956-），男，高級工程師，主要從事輕型和空間鋼結構設計研究工作。

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