近日,第五届大跨空间结构技术交流会在山东聊城召开,专家学者、高校师生、企业家代表等近300人齐聚一堂,总结我国大跨空间结构技术发展现状,探索未来建筑事业的发展趋势。中信设计总工程师李治出席大会并做主题报告。
图|会议现场(来源:建筑结构)
报告中,李治结合第七届世界军人运动会主会场——武汉体育中心体育场设计实践,深入剖析了这一大型体育赛事中使用的空中威亚系统,内容涵盖从概念理解到结构设计的全方位技术细节。
图|李治做主题报告(来源:建筑结构)
李治介绍,第七届世界军人运动会于2019年10月在武汉举行。在这场世界级赛事中,中信设计完成武汉体育中心(举办开、闭幕式及主要比赛的主会场)、武汉五环体育中心(主赛场)、武汉光谷国际网球中心、摔跤馆、全民健身中心、汉南通用航空机场跳伞场地、军运村等设计工作,向世界展示了“设计之都”的实力和中国风采,有力提升了武汉的城市影响力。
在这些场馆设计实践中,中信设计团队精细研究,深入实践,总结形成了多项关键创新技术。这些技术工艺先进、操作简单、成本低,可广泛应用于大型体育场馆类项目施工,解决施工过程中的各项重难点问题,为工程的安全、质量、工期、成本管理提供保障,具有良好的应用前景和推广价值。
其中,非对称索承空间结构设计技术便成功应用于武汉体育中心主体育场空中威亚利用项目中。
李治介绍,该结构设计方案包括一个双层悬索系统,主跨度达到380米,南北两端锚索跨度约40米,钢桁架立柱高度为68米。他详细阐述了结构设计条件,包括对索结构荷载的考虑,以及如何通过初始预应力状态控制钢桁架立柱的偏移。
图|结构方案立面
在承重悬索和锚索的找形分析过程中,设计团队采用了ANSYS软件进行计算,并与经典悬链线理论公式的结果进行了比较。李治指出,有限元法找形分析结果更接近实际情况,尤其是在考虑到钢塔架立柱的实际边界约束条件后。
李治分享了在设计过程中考虑的各种荷载组合,包括活载、风荷载、地震作用及温度作用,并对活载的不利布置情况进行了详细分析。他还展示了钢柱法兰拼接节点和承重悬索及锚索端部销轴连接节点的设计细节。
图|节点设计
李治总结强调了悬索结构悬链线设计的重要性,并指出通过合理设计可以实现小垂度大载荷的单索悬索结构。他还提到,只要计算分析准确,锚索及钢桁架立柱设计合理,就可以实现创新的结构设计,不必完全依赖现有规范。