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我的作品:清远奥体中心体育场

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2019年就开始设计的清远奥体中心体育场已经投入正式使用有一年多的时间了。
简单回顾下这个体育场的结构吧。
话不多说,先上图:


大型的体育中心往往是包含多个单体的,这个项目位于清远市清城区省级职业教育示范基地内,主体建筑包括一座体育场(30890座)、体育馆(9449座)和游泳馆(2121座),总建筑面积约12.5万m2,主要功能为承办体育赛事及相关配套。建筑创作理念为“凤舞绿都”,这个体育场就是所谓的“凤头”。因为是开敞的体育场(屋盖不封闭),无法利用闭环形成的环向空间作用,所以这个体育场屋盖在创作初期就选用的常规的悬挑桁架结构体系。因为建筑的幕墙是斜向的,所以结构一开始自然是按照建筑表皮方向布置的,经过结构的体系比选,发现斜向布置会带来的一些列问题,比如:屋盖的抗扭弱、结构悬挑长度增加、结构材料用量偏大,屋盖与看台布置对应关系复杂等。所以最终确定了结构主桁架采用径向布置的原则,尽量简化屋盖结构布置使得结构传力更加清晰明确,同时也节约了建造成本,外立面的语言则是最终通过建筑幕墙的次结构搭建而成的。

屋盖结构的方案比选体育场单榀结构在径向方向上的布置,可以参照以下简图。纯悬挑类的体育场单榀一定由悬挑端和后座跨两部分构成的,后座跨对于平衡悬挑端的结构受力具有极大的意义,这样就会产生两个位置的支座。悬挑根部的支座,也就是下图中中间位置的支座往往是跟看台结构铰接连接的;后座跨的后方支座,有的要随着建筑造型生根落地,有的则是要通过一些水平杆件连接在看台结构侧边,我们这个案例的采用第一种,后方支座落在体育场外的大平台结构上,并且增加了背部斜拉索作为二道防线(体育场立面是弧形的容易发生较大的面内变形)。

了解了体育场单榀结构之后,其实整体结构的受力就已经很清晰了,各榀径向的悬挑结构通过环向的钢梁或者桁架进行串联形成整体即可。这个体育场是用的Grasshopper进行的结构建模。

需要注意的是,体育场的看台结构通常要分为4片,但是屋盖是一个整体,所以会面临着不同看台交界位置的不均匀变形问题,在结构设计时要分析清楚。进行施工图阶段的结构设计时,是一定要进行屋盖结构+看台结构的总装分析的,并需要进行一系列的结构安全度专线分析保证结构的安全度。
最后放一张结构的整体模型(SAP2000的计算模型),爱过。

清远奥体中心体育场计算模型


1楼2022-12-22 12:40回复