广西体育中心游泳跳水馆钢屋盖结构设计荆向晓刘宏胡刚(华蓝设计(集团)有限公司，广西南宁530011)摘要：广西体育中心游泳跳水馆钢屋盖外形如梭形，采用空间管桁架与单层网壳组合结构体系。钢材为Q235B及Q345B圆钢管，以相贯焊节点为主，少量采用铸钢节点。对关键节点进行了有限元分析，并抽取典型铸钢节点加以实验验证。支座采用成品抗震球形钢支座，横向桁架为固定球钗支座，纵向桁架采用滑动球较支座以释放温度作用。通过风洞试验确定屋盖风荷载体型系数及风振系数，对屋盖进行了同时考虑几何和材料非线性的稳定性分析°关键词：空间管桁架；单层网壳；铸钢节点；滑动球较支座；温度作用；风洞试验;稳定性分析中图分类号:TU391文献标识码：A文章编号:1673-0038(2020)20-0059-041工程概况广西体育中心游泳跳水馆位于规划五象新区核心区的边缘地带，东邻陞江新大桥，西临南宁大桥,北倚五象大道，是一座以能够承办全国性运动会、区域性国际运动会和部分国际、国内重大单项水上赛事,兼顾平时使用和市民健身、娱乐等功能于一体的大型体育设施。其建筑结构总长240.0m,宽114.0m,高31.5m,总建筑面积31500m2,可容纳观众4073人，本工程已于2012年9月通过竣工验收，图1为鸟瞰图，图2为竣工图1游泳跳水馆鸟瞰图图2游泳跳水馆竣工照工程主体结构为地下1层，地上3层。地下室为水电设备用房，地上一层为赛事竞赛用房，包括运动员用房，裁判用房，竞赛管理用房，媒体用房等，地上二层及三层为观众厅及服务用房。游泳跳水馆外部为空间管桁架与单层网壳组合结构，内部为钢筋混凝土框架-剪力墙结构，内外结构由于建筑需要彼此相互独立，仅通过基础梁有所连接。2钢屋盖结构体系该工程钢屋盖主要有以下几个特点:①屋盖外形如梭形，屋顶无挑出，从顶到地面为光滑过渡;②屋顶中部局域建筑设计为聚碳酸酯采光板屋面，要求尽量通透;③钢屋盖结构构件均需外露，结构的选型尤为重要，结构需成就建筑美，并体现结构力学美。根据上述特点，综合考虑荷载分布、地质情况和结构受力性能，钢结构屋盖采用空间管桁架与单层网壳组合结构体系。主要受力体系为由横向八棉落于地面基础的空间管桁架，与纵向四棉落于两端墩台的空间管桁架，共同组成一个独立的空间桁架结构。横向管桁架支座均采用成品抗震固定球饺支座，纵向管桁架采用滑动球铉支座。主桁架结构模型如图3所示。横向空间桁架与纵向空间桁架之间均设置单层网壳进行联结，起到传递屋面系统荷载并增加结构抗侧刚度的作用。钢材材质除侧面支撑幕墙的竖向钢管由稳定性控制选择Q235B外其余为Q345B。整体结构模型如图4所示。图3主桁架结构布置图4整体结构布置2.1主桁架结构方案选择根据建筑方案要求，横向八棉落于地面基础的空间管桁架截面必须设计为倒三角形。桁架间距22.4m,跨度90.340-53.415m,建筑高度31.400〜22.900m。为了体现结构美，按受力特点，横向空间管桁架均为变截面三角形，桁架在两端折角处截面最大，向柱脚、跨中处逐渐收小，典型立面如图5所示;每棉横向空间管桁架截面亦各不相同，位于建筑中间的桁架截面最大，向两端各桁架截面随着跨度的减小逐渐变小。横向管桁架上弦杆件截面选用600xl2>600xl8和600x30三种类型；下弦杆件截面选用600x12^600x18^900x25及900x28四种类型，后两种截面主要用于管桁架柱段部分;腹杆截面则根据受力需要选用203x6、273xl4、299xl4>426xl6及500x28五种类型，材质均为Q345B。纵向空间管桁架起联系和支撑的作用，设置在横向桁架转折处。原建筑方案要求纵向桁架截面亦为倒三角形，在横向桁架转折处下弦杆件则如图6所示，按此种方案计算发现横向桁架下弦杆所受弯矩很大，失去桁架杆件应主要受轴力的特点，杆件亦很难满足;经过与建筑协商最终纵向桁架截面采用倒梯形，保持建筑原上大下小收的趋势，典型截面如图7所示，即通过纵向空间桁架下弦组成的平面桁架转移了横向桁架转折处下弦杆件的弯矩，另外建筑马道亦可直接设置在纵向桁架里,一举两得，获得了建筑的认可。纵向管桁架上弦杆件截面选用450x10,下弦杆件截面选用299x8,腹杆截面则选用203x6,材质均为Q345B。（a）纵向桁架萩而为倒三角形（b）纵向桁架截面为倒梯形图6横向...