PDF下载
某全民健身体育建筑结构设计

计锋

哈尔滨工业大学建筑设计研究院有限公司,黑龙江省哈尔滨,150090

摘要: 全民体育健身建筑有其特殊性和功能性。结合某全民体育健身建筑项目的结构设计,对该工程项目的结构设计方案做简要介绍,对其结构设计要点进行总结和探讨,确保结构安全。
关键词: 体育建筑;结构设计;设计要点;抗震设计
DOI:10.12721/ccn.2022.157104
基金资助:
文章地址:

1.工程概况

本工程为体育场升级改造项目,项目定位为区级大型综合公益性体育设施,在现状体育场北侧新建体育中心。在原区级体育场地上,保留升级用地的400m环形体育场,在体育场北侧新建全民健身中心。体育场升级改造用地南北长360m,东西长86-120m,北窄南宽;新建体育中心区由400m标准体育场、3000座体育馆、500座游泳馆、冰上运动馆、全民健身中心组成。室外运动场地包括:室外400m体育场、室外篮球场,室内运动场地包括室内篮球场(可兼做羽毛球场)、室内泳池、室内冰场、广场舞、武术、轮滑、跆拳道、体操瑜伽、单车、器械跑步、台球、乒乓球训练用房10余间等运动设施组成。新建总建筑面积约71560.63m2,地上四层,地下三层。其中地上建筑面积约21545.52m2,地下建筑面积约50015.11m2,主要功能包括“三馆、一场、一中心”。体育馆地下设置1940.71㎡的人防工程,人防级别为甲类核6级常6级二等人员掩蔽部。建筑总高度:22.50m,建筑最大跨度:45m,地下主体结构采用钢筋混凝土框架结构,地上采用钢框架柱间支撑结构。

2.地质条件

据现场钻探与原位测试及室内土工试验成果的综合分析,在本次岩土工程勘察最大勘探深度35.0m范围内所分布的土层按沉积年代、成因类型可分为人工堆积层、新近沉积层和一般第四纪沉积层三大类,按地层岩性及工程特性进一步划分为7个大层,关于土层的分布情况、特征综述和土工试验与原位测试的综合统计结果,见表1:

截图1740635638.png

表1:地层岩性及土的物理力学性质综合统计表

场地人工填土的一般钻探揭露厚度在1.2~4.5m左右,回填物质以粉质黏土-黏质粉土素填土、杂填土为主,成分复杂。回填过程未经过有效碾压夯实,明显软硬不均,未经处理不宜作为建(构)筑物的基础持力层,同时该填土结构松散,易坍塌,应着重考虑其对基坑稳定的不利影响。建场地浅层土(含人工填土)对混凝土结构及钢筋混凝土结构中的钢筋均具有微腐蚀性。标准冻结深度为0.80m。勘察期间(2019年5月下旬)在35.0m的勘探深度范围内观测到3层地下水。在部分钻孔中未标注出上述地下水位,这主要是受目前钻探工艺的限制,对于采用泥浆护壁钻进的勘探孔,无法准确量测出地下水位稳定水位,并不表示该钻孔附近无地下水分布。

3.分类等级及主要荷载

建筑结构安全等级二级,地基设计等级甲级,抗震设防类别丙类,人防等级甲类核6级常6级类二等人员掩蔽所,抗震等级二级,地下室防水等级一级,建筑防火分类等级和耐火等级多层体育建筑,Ⅱ级。楼屋面活荷载见表2:

表2:楼屋面活荷载

截图1740635672.png

注:1、变配电室及其它重大设备等按实际荷载计算。

2、 其它荷载均按现行规范的规定取值。

4.结构选型及结构布置

本工程未设置结构缝。本工程因结构超长,计算时考虑温度作用影响,设置后浇带、加强带、补偿收缩混凝土、通长钢筋的技术措施以解决混凝土开裂问题。地下采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构,地上采用钢框架-支撑结构。地上普通跨度(跨度基本为6m、9m、10m)楼面梁采用H型钢梁,框架梁和框架柱采用刚接,次梁与框架梁采用铰接。游泳池顶为33m大跨度楼面,采用约3.3m高钢桁架,每两榀桁架间距为柱网距离(10m和12m),垂直桁架方向上弦布置次梁,下弦布置纵向支撑,桁架上弦、下弦和框架柱采用刚接,次梁及纵向支撑与桁架采用铰接。体育馆顶为45m大跨度楼面及12m大跨度悬挑,根据建筑功能,利用整个顶层的层高设置钢桁架,桁架上弦为屋面顶,下弦为体育馆顶,垂直桁架方向上、下弦布置次梁,桁架上弦、下弦和框架柱采用刚接,次梁与桁架采用铰接。地上框架柱采用箱型柱。地上楼板采用压型钢板做模板上浇筑钢筋混凝土楼板。

地下室顶采用双次梁体系,人防区顶板为250mm,非人防区地下二、三层顶板为120mm;无地上结构地下一层顶板为250mm,有地上结构地下一层顶板为160mm。

综合考虑经济性与设计合理性,基础设计方案如下:地下车库采用天然基础,独立基础+防水板,地基持力层第4层砂层,地基承载力为220KPa。体育馆采用复合地基,筏板基础,地基承载力为400KPa。

由于地下标高相差较多,需要回填将近5m的回填土,素填土进行夯实或碾压处理,先保证填土的密实性,然后再进行场地的回填整平,采用分层夯填方式,夯实系数不小于0.94,最后再进行桩基施工;尽量避免有地面大面积堆载,对欠固结土宜采取先期排水预压。

5.结语

全民健身体育建筑中体育工艺和功能设计是体育建筑设计的重要内容,有着体育组团场馆多,耗资大,功能多样,注重长期可持续发展,既有赛时的竞技体育工艺功能,又要兼顾后期运营方案。全民健身体育建筑功能的多样与赛时赛后转换功能,对结构专业提出更高的设计要求。很多地区将体育场设置为临时或者永久避难场,重要性高,体育场中大跨结构十分普遍,保证结构设计安全尤为重要。

参考文献

[1] 中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑地基基础设计规范:GB50007-2011[S].北京:中国建筑工业出版社.2011.

[2] 中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑结构荷载规范:GB50009-2012[S].北京:中国建筑工业出版社.2012.

[3] 中华人民共和国住房和城乡建设部.混凝土结构设计规范:GB50010-2010 (2015年版)[S].北京:中国建筑工业出版社. 2015.

[4] 中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑桩基设计规范:JGJ94-2008 [S].北京:中国建筑工业出版社.2008.

[5] 中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑抗震设防分类标准:GB50223—2008[S].北京:中国建筑工业出版社.2008.

[6] 中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑抗震设计规范:GB50011-2010(2016局部修订版) [S].北京:中国建筑工业出版社.2016.

[7] 中华人民共和国住房和城乡建设部.工程结构可靠性设计统一标准:GB50153-2008[S].北京:中国建筑工业出版社.2008.

[8] 中华人民共和国住房和城乡建设部.地下工程防水技术规范:GB50108-2008[S].北京:中国建筑工业出版社.2008. 

[9] 李海涛. 当代奥运体育场馆建筑特点及可持续性发展综述[J]. 城市建设,2010(6):

39-40.