普通中小型體育館設計流程及細部處理方法討論

邱輝

桂林市建筑設計研究院（541002）

普通中小型體育館設計流程及細部處理方法討論

邱輝

桂林市建筑設計研究院（541002）

按流程介紹普通中小型體育館的結構設計，并對會遇到的一些技術問題進行分析與提出處理辦法。

體育館；結構設計流程

0 前言

體育館設計流程與一般建筑物有不同，一些平時沒有注意的建筑條件圖需要預先處理。

普通中小型體育館結構一般劃分為六個部分：基礎（一般采用獨基或條基）、配套用房（一般位于一層或地下室）、交通疏散環(huán)廊及觀眾出入廳（一般位于二層）、看臺（一般位于三層且向下斜跨到二層）、柱頂環(huán)梁（一般設置在網(wǎng)架支撐柱頂，有時會設置多道）、屋蓋（一般為網(wǎng)架體系或者桁架體系），如圖1所示。

圖1 普通小型體育館結構

1 分析

1）用剖面圖按結構部分劃分建模層

首排看臺前的走道為挑出時，應注意走道下的凈高要求。建筑專業(yè)為使看臺整體視線最好會盡量壓低首排走道標高，因此外挑走道一般采用挑板做法，以保證走人高度或活動座椅安放高度，如圖2所示。

圖2 外挑走道的挑板做法

觀眾大看臺的出入口一般設置在看臺中部，從看臺走道進入出入口不應有臺階，所以看臺梁出入口板面應按統(tǒng)一標高,也就是要降梁面標高，看臺采用混凝土墊高，如圖3所示。此時應注意降梁面后，梁下的功能房間是否能滿足使用要求。

圖3 看臺混凝土墊高示意圖

看臺梁在柱位軸線時應設計成框架梁。當梁邊線與看臺邊線不重合時，梁邊線到看臺邊線部分采用挑板處理，挑板下用砌體填充。

留意通風專業(yè)是否需要在看臺梁腹設置回風口，根據(jù)梁腹削弱情況采取加強措施，如圖4所示。

圖4 看臺梁腹設置回風口示意圖

體育館長度一般都超過《混凝土結構設計規(guī)范》的要求，但由于體育館主體一般都不設變形縫，因此要進行溫度作用計算，并加強抵抗超長結構溫度作用措施。例如：設置保溫隔熱層，超長方向雙層配筋并提高配筋率，設置后澆帶，控制澆筑混凝土的溫度、濕度，及時養(yǎng)護等。

2）繪制結構平面、立面布置草圖與建模

主流設計軟件都具有將CAD圖轉(zhuǎn)化為模型數(shù)據(jù)的功能，因此，對于體育館這類標高及平面關系較為復雜的建筑可先畫草圖再建模。

軸網(wǎng)轉(zhuǎn)化前處理。非正交的軸網(wǎng)一定要進行結構化整理后再導入軟件建模，將X、Y向與斜線匯集處的小三角形，通過移軸轉(zhuǎn)化為交點（如圖5所示）。移軸一般處理影響較小的軸線，處理軸點間距小于200 mm的軸線。

圖5 將小三角形轉(zhuǎn)化為交點示意圖

由于建筑視線分析的最優(yōu)化，看臺一般為前低后高。因此繪制看臺斜梁立面示意圖時會發(fā)現(xiàn)看臺斜梁面為折線，結構施工圖處理按一個點兩條斜線逼近即可。看臺斜梁按最高、最低點連直線建模，看臺水平梁面按斜梁與水平軸線的交點標高建模即可，不必再使用軟件功能調(diào)整梁面標高。

首排及前排看臺標高一般低于二層環(huán)形交通疏散環(huán)廊，因此建模時將低于二層環(huán)形交通疏散環(huán)廊的部分歸于二層。與以上看臺相接時，只需在上層模型最下端建一根虛梁，與二層模型看臺節(jié)點標高對應即可連接。

帶軸線草圖轉(zhuǎn)化為模型數(shù)據(jù)。要檢查模型節(jié)點是否有錯亂，特別是三角地帶和看臺梁處。檢查梁柱是否有丟失，檢查柱偏心及梁偏心是否正確。

雙向看臺轉(zhuǎn)角處會有一個三角形平臺（如圖6所示）。三角形的兩條短邊不在三角形板面標高，此時一般按層間雙梁（一平一斜）或施工圖中梁面墊高處理。

圖6 雙向看臺轉(zhuǎn)角處的三角形平臺示意圖

屋蓋支座支撐柱的柱頂環(huán)梁，盡量保證梁面在同一標高、環(huán)狀設置。當柱頂標高不同時，環(huán)梁可為連續(xù)斜梁或搭接一跨設置。梁寬宜適當加大，上下縱筋均應通長且按受拉要求錨固及連接，梁側(cè)設扭筋。

3）屋蓋體系

根據(jù)建筑造型和柱位布置采用網(wǎng)架或者桁架體系。

以網(wǎng)架體系為例，按跨高比初步確定網(wǎng)架高度，注意當通風設備管穿過網(wǎng)架中或者檢修馬道置于網(wǎng)架中時的高度要求。

根據(jù)建筑造型及內(nèi)場、外場高度要求選擇上弦支撐或下弦支撐。當建筑外場有大的懸挑造型時，一般選用下弦支撐，以利于網(wǎng)架挑出。當無懸挑或懸挑不大時，可選用上弦支撐。外懸挑部分可由鋼梁從柱頭預埋件挑出或由網(wǎng)架節(jié)點用鋼梁從上弦或下弦挑出。

根據(jù)各專業(yè)條件，確定網(wǎng)架的恒、活荷載，馬道及設備支點荷載，風荷載，地震荷載，溫度荷載，雪荷載等。

主體采用PKPM或盈建科設計時，可以使用PKPM或盈建科的網(wǎng)架模塊設計。當體育館規(guī)模較小、受力簡單、沒有網(wǎng)架模塊軟件時，可以使用3D3S軟件設計網(wǎng)架，等代鋼梁法計算主體結構。

4）模型整體計算指標

因為體育館不能按剛性樓板假定，柱長與計算樓層層高不相等，因此不能直接使用軟件計算出的層間位移比及彈性層間位移角。設計人員必須找到對應位置點的節(jié)點位移,按相關要求進行手工核算。

圖7 計算參數(shù)

2 結語

體育館結構設計時一些構件內(nèi)力計算不可能很準確，如何簡化處理需要經(jīng)驗的積累，因此構造措施的加強尤為重要。繪制施工圖時除了平面圖外，還要補充很多的立面關系圖。設計前可以去已建成的體育館去看一下，增加結構空間感和建筑物體量感。施工過程要常去現(xiàn)場查看，保證施工圖紙的表達與實物相符，以便及時發(fā)現(xiàn)設計過程中的問題，為今后的設計積累經(jīng)驗。

[1]朱炳寅.網(wǎng)架結構設計手冊（實例及圖集）[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社.

[2]邱輝.某體育館網(wǎng)架簡化建模及位移比指標計算的探討[J].河南建材,2011(5)：50-51.