郑州奥体中心体育场钢结构设计研究

作者：冯远; 向新岸^*; 王立维; 张彦; 张蜀泸; 邱添; 刘晓舟; 何建波; 刘宜丰; 姚丽; 余进江

来源：建筑结构学报, 2020, 41(05): 11-22.

DOI：10.14006/j.jzjgxb.2019.0501

• 车辐式索承网格结构
• 巨型桁架
• 静力性能
• 连续倒塌
• 减振
• 设计施工一体化

郑州奥体中心体育场为6万座大型体育场,体育场屋盖钢结构南北向约为291.5 m,东西向约为311.6 m,最大悬挑长54.1 m。屋盖钢结构由全球悬挑长度最大的大开口车辐式索承网格结构、双层网架、平面桁架和我国跨度最大的弧形三角形巨型桁架连廊4个部分组成。针对大开口车辐式索承网格结构,通过对静力性能的8项主要影响因素进行参数分析,获得优化的结构方案;借助几何和材料双非线性全过程分析确定内环杆为结构的稳定敏感区;结合屋面体型考虑极端气候下积雪的不利工况以保证结构的安全性;采用拆除构件法研究了结构抗连续倒塌的能力。针对三角形巨型桁架结构,采用三角形桁架上弦、双层网架下弦、内侧单层腹杆、外侧双层腹杆的布置,形成了中间开敞空间,满足建筑使用要求;采用多种工况综合考察巨型桁架的人致振动,设置调频质量阻尼器(TMD)实现有效减振。考虑施工过程时变的影响,结合BIM技术,形成了设计施工一体化技术。采用总装模型分析体育场钢结构的抗震性能,研究表明钢结构在多遇地震和设防地震作用下能保持弹性,在罕遇地震作用下可达到不屈服的性能目标,具有良好的抗震性能。

• 单位
  土木工程学院; 重庆大学; 中国建筑西南设计研究院有限公司