体育场屋盖钢结构施工格构柱支撑体系研究

体育场屋盖钢结构施工格构柱支撑体系研究

李庆明

身份证号：370323198711181639

摘要：体育场是大型公共建筑，其屋盖结构的施工格构柱支撑体系对于确保安全和高效完成项目至关重要。本文旨在探讨体育场屋盖钢结构施工中格构柱支撑体系的研究，分析了不同类型的格构柱支撑系统的优劣势，以及它们对施工过程的影响。通过对相关文献的综述和案例分析，为体育场屋盖结构的施工提供了有价值的参考和指导。

关键词：体育场；屋盖结构；格构柱；支撑体系；施工

引言

体育场是承载大型体育赛事和文化活动的重要场馆，其屋盖结构的施工一直备受关注。屋盖结构的施工格构柱支撑体系是确保工程安全和成功完成的关键因素之一。不同类型的格构柱支撑系统具有各自的优劣势，因此需要进行深入研究和分析，以选择最适合特定项目的方案。

1 体育场屋盖钢结构施工概述

在现代体育场建设中，体育场屋盖的钢结构施工是一个至关重要的环节，它不仅关系到体育场的安全性和稳定性，还直接影响到观众的观赏体验以及体育场的使用寿命。其中，施工格构柱支撑体系在整个屋盖钢结构施工中扮演着至关重要的角色。

施工格构柱支撑体系的重要性体现在结构的稳定性方面。这些支撑柱承担着将钢梁和钢构件连接在一起的任务，确保整个屋盖结构在施工期间和使用阶段的稳定性和安全性。如果这些支撑柱的质量不合格或者布置不合理，可能会导致结构失稳，带来严重的安全隐患，甚至造成人员伤害和财产损失。

施工格构柱支撑体系在分布荷载传递方面具有重要作用。体育场屋盖需要承受来自外部的各种荷载，包括风荷载、雪荷载、悬挂设备荷载等。施工格构柱支撑体系必须被精心设计，以确保这些荷载能够合理分布到支撑结构中，从而保证整个体育场屋盖的荷载承受能力和稳定性。

2 施工格构柱支撑体系设计原理与方法

2.1设计原理分析

施工格构柱支撑体系的设计原理涉及多个关键因素。首先，它必须确保整个屋盖钢结构在施工和使用期间具有足够的稳定性和安全性。此外，设计原理还应考虑荷载的传递、结构的可维护性、外观美观以及施工效率。以下是设计原理的详细分析：

稳定性与安全性：设计的首要原理是确保施工格构柱支撑体系的稳定性和屋盖结构的安全性。这包括考虑到地震、风荷载等外部荷载，以及确保支撑柱和连接部件足够坚固，能够抵抗这些荷载的作用。

荷载传递：支撑体系的设计必须合理分布各种荷载，如风荷载、雪荷载、悬挂设备荷载等，以确保整个屋盖结构能够有效承受这些荷载。

可维护性：考虑到施工中维护和维修需求，设计应使维护人员能够轻松检查和维修支撑结构。这包括合适的访问点和维护通道的设计。

外观与美观：支撑柱的位置和形状必须保证不影响屋面结构的安装和施工后，以确保体育场整体施工进度的保证。

施工效率：设计还应考虑施工效率，确保支撑柱的准确布置和稳定性，以提高施工速度并降低成本。

2.2结构参数的确定

确定结构参数是支撑体系设计的关键步骤。这包括支撑柱的高度、直径或截面形状、间距、材料的选择等重要因素。这些参数的确定必须根据具体的体育场设计要求、地理位置和环境条件来进行精确地考量和决策，以确保支撑体系能够满足安全性、稳定性和性能要求。

2.3受力分析

在设计中进行受力分析是确保支撑体系能够承受各种荷载的重要步骤。这包括静态和动态荷载的分析，以及在不同荷载情况下支撑柱和连接部件的受力情况。通过这一详尽地分析，可以确定结构的强度和稳定性，为设计提供有力支持。受力分析还有助于识别潜在的结构问题和应对不同荷载情况下的挑战，确保支撑体系在使用中能够安全可靠地运行。这一步骤对于体育场等大型结构的设计至关重要，以确保其在各种情况下都能够满足要求。

2.4支撑体系的选型

支撑体系的选型涉及选择适当的支撑柱类型和连接方式。这应该根据受力分析的结果以及材料的可用性和成本来确定。常见的支撑柱类型包括圆形、方形或椭圆形柱子，而连接方式可以是焊接、螺栓连接等。正确的选型能够确保支撑体系在各种条件下都能够稳定可靠的支撑结构，从而提高结构的耐久性和性能。在选型过程中，还需要考虑支撑体系的适应性，以确保它能够满足特定项目的要求，并在设计中充分考虑到结构的可维护性和可持续性。这一步骤对于结构的整体性能和长期运行至关重要。

2.5施工格构柱支撑体系设计方法

设计方法应包括详细地计算和绘图，以确保支撑体系的准确性。这包括荷载计算、结构分析、支撑柱和连接部件的尺寸计算等。设计方法还应考虑到施工过程中的实际操作，以确保支撑体系能够顺利安装，并在施工过程中确保结构的稳定性和安全性。这一综合的设计方法将有助于确保支撑体系在结构施工过程中能够达到预期的性能和要求，同时也有助于提高施工的效率和质量。这一过程需要密切协调设计和施工团队，确保设计的可行性，并最终实现支撑体系的成功建造。

2.6变形与稳定性设计考虑

在设计中应充分考虑支撑体系的变形与稳定性。这包括在荷载作用下支撑柱的变形、屋盖结构的整体稳定性以及可能出现的振动等问题。通过适当地设计和详尽地分析，可以降低这些变形和稳定性问题的风险，确保结构在使用过程中保持安全和可靠。这一设计考虑因素涵盖了结构的长期性能和使用寿命，以及在不同工况下对支撑体系的要求，因此需要在设计过程中进行综合评估和验证，以确保结构能够满足其预期的变形和稳定性标准。

3 格构柱支撑系统

3.1 四方格构柱

四方格构柱是一种常见的格构柱支撑系统，其特点是稳定性和刚度高。它由多个四方形单元组成，配合内部支撑，组成良好额稳固体系，能够可靠地承受大跨度、大吨位的荷载，确保整个体育场的结构稳定性和安全性。这种支撑系统在大型体育场中得到广泛应用，特别适合采用屋盖结构设计的体育场。四方格构系统不仅能够提供良好的支撑，还能够保持整个结构的稳定性，满足大吨位构件支撑的要求和性能标准。

3.2 桁架

桁架是另一种常见的格构柱支撑系统，通常由水平和垂直构件组成。桁架支撑系统适用于各种类型的体育场，其优点包括施工简便和经济高效。然而，桁架系统可能会占据一定的空间，因此需要在观众席和场地的设计中加以考虑，以兼顾结构的稳定性和场馆的功能性需求。在选择桁架支撑系统时，需根据具体项目的特点和要求进行合理的设计和规划，以确保体育场的整体性能和观众体验得到充分考虑。桁架支撑系统的经济高效性也为体育场项目提供了一种可行的支撑方案。

3.3 索网结构

索网结构是一种轻型支撑系统，通常由索索和节点组成。它具有较高的透明度，适用于采用开敞式设计的体育场。索网结构的施工需要精确地计算和调整，以确保结构的稳定性和安全性。这对于体育场的可持续使用和观众的安全至关重要，因此需要在设计和施工阶段特别注意，以确保结构的可靠性和性能。索网结构不仅提供了观众良好的视野，还在维持轻盈感的同时确保了整个体育场的结构稳定性，从而为体育赛事提供了良好的场地。

4 结语

格构柱支撑体系在体育场屋盖钢结构施工中具有重要作用。本文提供了关键设计原则和方法，以及常见支撑系统的特点。通过深入研究和合理设计，可以确保体育场施工工程的成功，安全的完成体育场建设任务。希望本文对体育场工程领域提供了有益的指导和参考。

参考文献

[1]郭雅兴,徐文汉,刘聪,等.北京工人体育场钢结构屋盖安装超高组合截面支撑体系设计[J].建筑结构, 2023, 53(6):65-70.

[2]陈杰,张磊,范国强.渭南市体育场大跨度钢结构屋盖施工关键技术研究[J].施工技术, 2019, 48(10):4.DOI:10.7672/sgjs2019100072.