1.工程概況
長治清華廠室內(nèi)運(yùn)動(dòng)場是一面積較小且包含有籃球場、羽毛球場、乒乓球場及健身器材等的一個(gè)綜合性體育運(yùn)動(dòng)場所，結(jié)構(gòu)形式為單層
平面拱形
桁架結(jié)構(gòu)；總建筑面積約3090m2，室內(nèi)建筑面積約2530 m2，平面建筑尺寸為長57.7m，寬52.9m，總高17.08m。本工程是在有所局限的地理位置上設(shè)計(jì)出有自己特色的建筑結(jié)構(gòu)，其立面布置見圖1所示。
本工程是由鋼柱、鋼桁架及柱間支撐、水平支撐組成的鋼
框架支撐體系，
主體結(jié)構(gòu)由
H型鋼鋼柱、鋼管平面桁架、支撐及系桿組成，墻面次結(jié)構(gòu)為
冷彎薄壁C
型鋼，屋面次結(jié)構(gòu)為矩形型鋼；維護(hù)結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)場復(fù)合
保溫板，即
金屬波紋外板+
玻璃絲
保溫棉+金屬波紋內(nèi)板。
本工程用鋼量統(tǒng)計(jì)，主結(jié)構(gòu)總用鋼量約140.4t，次結(jié)構(gòu)用鋼量約42.9t，基礎(chǔ)
錨栓用鋼量約4t，結(jié)構(gòu)總用鋼量為187.3t，平均用鋼量（含錨栓）為60.6Kg·m-2；本工程結(jié)構(gòu)緊湊，造型美觀，經(jīng)濟(jì)效益較好。該工程由山西省長治市航建建筑安裝公司承建。
2.結(jié)構(gòu)選型與分析
2.1 結(jié)構(gòu)選型
本工程所處的地理位置是廠舊鍋爐房拆遷后所剩下的一塊地方,周圍都是樓房或建筑物，為了充分利用現(xiàn)有的建筑空間，它的平面形狀已被確定，見圖2所示。建筑長度為57.7m，寬度為52.9m，因此就要求在有限的區(qū)域內(nèi)建造出符合各功能要求且具有現(xiàn)代外型的一個(gè)室內(nèi)綜合性運(yùn)動(dòng)場所。
本工程設(shè)計(jì)有三種方案，最初方案是主結(jié)構(gòu)的柱子采用
混凝土柱，屋面采用大跨度
壓型鋼板拱形結(jié)構(gòu)形式；但經(jīng)過進(jìn)一步的查閱資料[1]和調(diào)研發(fā)現(xiàn)，此結(jié)構(gòu)容易失穩(wěn)，目前國內(nèi)已有多個(gè)工程在冬季大雪壓頂?shù)臅r(shí)候塌落，其主要原因是由于半跨
雪荷載引起局部失穩(wěn)（半跨雪
荷載容易引起下殼體失穩(wěn)），因此該方案被否定。
在后面的兩種設(shè)計(jì)中,主結(jié)構(gòu)均為空間桁架形式,區(qū)別主要在內(nèi)部的桁架結(jié)構(gòu)形式；方案二采用三角形拱形桁架，而方案三采用平面拱形桁架。
方案二采用空間桁架結(jié)構(gòu)（倒三角形桁架），見圖4所示，三角形空間桁架
截面尺寸見1-1桁架截面圖；在2~7軸該空間桁架
跨距為56.75m（直接從A軸到C軸），截面高度為1700mm，上弦桿間距為1300mm，下弦桿直徑選用φ219×12，上弦桿直徑選用φ168×8，腹桿直徑選用φ89×5；在1、8、9軸的桁架截面高度為1500mm，且由于該建筑所在位置的限制，它的柱距選用6.5m；對(duì)三角形空間桁架而言，它的優(yōu)勢是大跨度大空間時(shí)才能體現(xiàn)其合理的性價(jià)比（一般柱距在9m以上），才能體現(xiàn)它的造型美觀、承載合理和明顯的經(jīng)濟(jì)效益；在本方案中的柱距為6.5m，如果采用此三角形空間桁架，將會(huì)使屋面桁架布置過密，用剛量大，經(jīng)濟(jì)成本較高，因此該方案被否定。
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