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1、2011年深圳大运会新建场馆为承办2011年大运会，深圳共将投入使用54个体育场馆，其中包括29个比赛场馆、25个训练场馆。除已建成投入使用的拥有35000个座位的深圳体育场、4000个座位的深圳游泳跳水馆、8000个座位的宝安体育馆等32个场馆外，深圳新建22个体育场馆。新建22个体育场馆布局：大运中心3个场馆、深圳湾体育中心3个场馆、宝安体育场1个场馆、大学城体育中心建有3个场馆、坪山体育中心2个场馆、信息职业技术学院建有2个场馆、海上运动基地暨航海运动学校建有1个场馆、体育运动学校新校区4个场馆、盐田区体育中心2个场馆、龙岗飞碟靶场 1个场馆。第1页/共38页一、深圳大运中心深圳大运会体
2、育中心三大场馆分别是主体育场、体育馆、游泳馆。其中，主体育场规划建设6万个座位，体育馆可容纳1.8万名观众，游泳馆建设3000个座位。”水晶石”的建筑方案由德国GMP国际 建筑设计有限公司完成。大运中心效果图大运中心效果图第2页/共38页一、深圳大运中心（一）主体育场施工图设计单位：深圳市建筑设计研究总院钢结构施工单位：中国建筑第三工程局1、工程概况屋盖的结构形式为单层折面空间网格钢结构，由20个形状相近的结构单元呈双轴对称分布构成，平面为椭圆型，尺寸为285m270m。屋盖最高点高44.lm，在不同区域悬挑长度为51.9 68.4m，设计总用钢量约18000t。钢屋盖构成立面马鞍形外圈（高差
3、12m）内圈（高差8.6m）钢屋盖示意图钢屋盖示意图 钢屋盖构成钢屋盖构成第3页/共38页一、深圳大运中心2、设计特点 （1）钢屋盖主结构为由空间三角形网格组成的单层折面空间网格结构。结构的主杆件为铸钢管、焊接钢管及铸钢管焊接钢管，直径为7001400mm，壁厚为12140mm，最大长度约为50.6m；次杆件为焊接箱形截面杆件，对主结构起到侧向稳定支撑作用。由1313个三角形构成受力节点 结构组成结构组成主杆件次杆件第4页/共38页一、深圳大运中心（2）结构新颖，某些关键技术无规范可依；因此对整体稳定、变形控制、杆件计算长度、风振分析等方面，进行了理论探索；（3）采用6个软件进行结构分析，包括
4、整体稳定分析、大震弹塑性时程分析、风时程分析、节点有限元分析，进行了风洞试验、整体模型试验、节点试验；（4）钢屋盖设置内环（悬挑尽端）、马道环、肩谷环，显著提高了结构体刚度，减小了风效应，有效防止了结构的连续倒塌。（5）结构的支座、背峰、背谷、肩峰、肩谷、冠谷位置采用铸钢节点，共120个。铸钢节点单件最重约90t，总重4000t。结构的冠峰、内环位置为焊接节点，共40个。钢结构节点分布示意图钢结构节点分布示意图组成组成第5页/共38页一、深圳大运中心（6）钢筋混凝土看台为现浇钢筋混凝土框架剪力墙结构；平面形状为椭圆型，尺寸为324m310m；钢屋盖支座所在的2F平台不设变形缝，为周长1056m
5、的超长结构，进行温度、预应力及徐变的理论研究及分析。上部看台设置变形缝，将上部结构分为4个单独的结构单元。第6页/共38页一、深圳大运中心2、安装特点（1）结构安装难点主要包括以下方面：结构悬挑跨度大，且支点少；节点构造复杂，单个重量超大，吊装时稳定性难以控制；单根钢管超长超重，在二维方向上不断发生变化，测最定位困难；构件安装就位前的变形难以控制，容易影响安装精准度 200mm厚大直径铸管焊接方案（2）安装方法选择了高空散装法和分块安装法相结合的施工总方案，并严格按照高空原位安装的原则，为背峰、背谷、冠谷和内环节点位置设计了临时支撑胎架。第7页/共38页一、深圳大运中心（3）钢结构吊装方式分为
6、以下几种：巨型节点单件吊装；巨型主杆件单件吊装；小型节点与主杆件组拼吊装；主次杆件组拼吊装；小次杆件单独吊装补齐屋面结构。（4）卸载方案如下：一次性同步卸载背谷一次性同步卸载背谷 一次性同步卸载背峰 等量位移为基础分多次循环同步卸载冠谷和内环 完成全部卸载第8页/共38页一、深圳大运中心（二）主体育馆 施工图设计单位：中国建筑东北设计研究院 钢结构施工单位：上海宝冶建设有限公司1、工程概况 体育馆平面为圆形，直径为144m（支座处）和158m（外圈），高度为34m。屋盖的外圈结构由16个形状相同的空间折面网格单元构成，中间为直径大约为50m的球面网壳结构工程用钢量约5800t。第9页/共38页
7、一、深圳大运中心（二）主体育馆 体育馆效果图体育馆效果图 体育馆剖面图体育馆剖面图第10页/共38页一、深圳大运中心2.设计特点(1)柱脚采用了球型铰支座，释放了竖向传力构件的弯距。(2)将垂直传递竖向力的构件置于球型支座的内侧，形成了部分抵抗屋盖外张的自平衡内力，减小了柱底的水平推力。(3)结构体系进行了改进，即在结构的肩谷点处设置了一圈拉环，增加拉环后，按展开面积及单位面积用钢量，由190kg/m2降为148kg/m2，特征值屈曲分析得到的屈曲因子，也从加拉杆前的1.927，提高到8.103 (4)对肩谷的铸钢节点和支座球节点进行优化。改进后的结构骨架图第11页/共38页一、深圳大运中心3
8、、施工特点：（1）安装采用国内最先进的累积旋转滑移的施工工艺，即在东西两侧设置两个拼装平台，将构件定点拼装并支撑在支座处的半径分别为25米和41米的三条圆形轨道及中心圆点上，通过旋转滑移到设定位置。(2)钢结构卸载过程就是将形成整体的钢结构屋盖脱离三条滑移轨道及中心圆点的临时支撑，依靠自身结构站立起来的过程。第12页/共38页一、深圳大运中心（三）游泳馆 施工图设计单位：中建国际（深圳）设计有限公司 钢结构施工单位：长江精工钢结构（集团）有限公司1、工程概况 结构体系为钢筋砼框架+屋盖钢结构。总用钢量约4300t。钢结构屋盖坐落在标高4.5m的混凝土结构柱上(支座中心标高为6.0m)。钢结构受
9、力体系为空间单层折面网格结构。从整个结构来看，结构承受外荷载时，跨中上弦肋杆受压，下弦肋杆受拉，跨端正好相反。上弦肋杆与下弦肋杆之间形成一对力矩，抵抗外荷载产生的弯矩。次杆件将主杆件平均分为三份，起到增加结构整体刚度的作用，并作为幕墙及屋面板的支承结构。第13页/共38页一、深圳大运中心（三）游泳馆游泳馆屋盖示意图 第14页/共38页一、深圳大运中心2.设计特点(1)空间单层折面网格结构，受力特性更趋于单向狭长结构，空间作用比体育馆要小。（2）柱脚采用了与地面倾斜的球型铰支座，释放了竖向传力构件的弯距，并将部分水平推力转换成向下的垂直力。（3）柱脚钢结构节点采用球铰式铸钢节点，通过预应力锚栓固
10、定于混凝土承台之上，在混凝土承台中配置了三向钢筋网和型钢。下部混凝土承台上部铸钢节点球铰式铸钢节点下部蘑菇形铸件上部盆形铸件第15页/共38页一、深圳大运中心3.施工特点（1）搭设拼装平台进行高空散装，沿纵向整体液压同步累积滑移的施工方案进行施工。滑移单元拼装顺序：从中间到两边、从内侧（远离吊机位置的一侧）到外侧。屋盖滑移单元第16页/共38页一、深圳大运中心（2）本项目的滑移与支座就位：首先固定预应力锚栓，浇注混凝土至标高4.38m；待进行最后一次滑移前，将预埋地板放入混凝土承台内；结构滑移到位后，以结构支座作为支撑点，用三条导链将预埋地板提升到设计位置，浇注混凝土。钢结构屋盖整体滑移到位后
11、，将每个球铰支座精确校正，补浇混凝土到设计标高。（3）滑移及卸载均进行了有限元施工模拟分析，并进行了施工监测。第17页/共38页一、深圳大运中心游泳馆屋盖滑移完成 第18页/共38页二、深圳湾体育中心深圳湾体育中心选定日本佐藤综合计画与北京建筑设计研究院联合设计的“春茧”方案为实施方案。施工图设计单位为北京建筑设计研究院。图11 深圳湾体育中心效果图 第19页/共38页二、深圳湾体育中心深圳湾体育中心为空间大跨度结构，屋盖投影长度530m，宽240m，是目前国内最大的一体化场馆建筑，总用钢量约20000t。深圳湾体育中心结构分解图第20页/共38页二、深圳湾体育中心游泳馆和体育馆屋盖采用正交斜
12、放四角锥双层网壳，节点采用焊接球，平面投影均为椭圆形，空间呈拱形，并且在上弦外围均设置封边杆件，以提高屋盖结构的整体刚度。游泳馆屋盖椭圆边长98.677.6m，网格边长为3.54m4m，厚度约4m，屋盖最高点标高35.7m，总重460t。体育馆屋盖椭圆边长117.9104.3m，网格边长为3.97m441m，厚度约5m，屋盖最高点标高38.5m，总重720t。游泳馆、体育馆上弦封边杆件下分别均匀设置30和40个V字形支撑钢柱，V形柱顶与网架铰接，柱脚采用固定铰支座。体育场：共设有2万个座位，分为上下两层，罩棚最高处平均高度约40m，体育场和大树广场部分，用钢量12000t；构件形式为重钢构件，
13、技术难度大、包括类似国家体育场（鸟巢）的弯扭构件、厚壁钢管、铸钢件等。第21页/共38页二、深圳湾体育中心 钢结构构件形式分解第22页/共38页二、深圳湾体育中心1、设计特点：最大的一体化场馆建筑，钢结构未分缝，长度530米，温度应力起设计控制作用。2、施工特点：弯扭构件、厚壁钢管、铸钢件、高空散拼、分标段卸载、标段间连接 第23页/共38页三、宝安体育场宝安体育场采用德国GMP国际建筑设计有限公司设计的“竹林”方案。施工图设计单位：华南理工大学建筑设计院 下部钢结构施工：上海宝冶 屋盖膜结构施工：上海太阳膜工程公司 屋盖索结构施工：中国建筑科学研究院建研科技股份有限公司。屋盖结构整体模型施工
14、张拉试验：清华大学 主要包括主体育场、附属训练场、地下停车库和体育运动学校四个部分。第24页/共38页三、宝安体育场宝安体育场效果图第25页/共38页三、宝安体育场屋盖结构采用轮辐式索膜结构，整个体育场的平面为直径245m的正圆，除幕墙结构外，主结构平面投影略显椭圆形，长轴237m，短轴230m，进深54m。膜材选用PTFE膜，材料抗拉强度为130kN/m,主受力拉索采用高强度全封闭索，材料抗拉强度为1760MPa。本屋盖结构共有一个外部的压环，两个中央的拉环。外部的压环呈马鞍型，其高点和低点之间的高差为9.65m。采用“目”字型截面1800mm1100mm，翼缘厚25mm，腹板厚35mm，竖
15、向加劲肋板厚30mm。中央上部的拉环由70的全封闭索组成，下部的拉环则为90的全封闭索。整个屋盖共有36榀索桁架，其上径向索为75，下径向索为95，7根悬挂索均为20。索桁架与内拉环相交处设承压的“飞柱”，其截面为37510。两个内环的预应力在上径向索和下径向索中产生拉力，并传递到外压环上，形成自锚体系。径向的索桁架不仅能将整个屋盖的荷载传递到外部的拉环上，同时还能增强外压环的整体稳定性。第26页/共38页三、宝安体育场屋面的膜结构包括仅承受拉力的膜材和其支承结构体系。支承结构采用拱的形式，通过定义合适的平面和拱高可以得到膜结构受力所需要的双曲面。膜结构将荷载传递到支承拱结构，同时在拱的两边加
16、上预应力拉索保证相邻受压拱的平衡。拱脚处采用铰接的形式，一方面有利于膜结构和拱支承的协同工作，另一方面当拱两侧的膜材受到不同的荷载时，拱可以相对自由地转动以适应荷载的变化，而不致在拱脚产生过大的约束反力。屋面膜材全部采用PTFE膜。最外侧一道支承拱为2308，预应力拉索为26，其余6道支承拱为2208，相应的预应力拉索为24。所有的预应力拉索均施加30kN的预张力。第27页/共38页三、宝安体育场车辐式张拉屋盖结构呈椭圆形马鞍面,索力分布不均匀。为制定一种索力控制精度高、对张拉设备要求低的张拉施工方法,进行了屋盖结构模型整体张拉试验及模拟分析,验证了“定尺定长设计与张拉技术”能够准确获得设计初
17、始态预应力。该方法对索材定长下料,在施工现场不调节索长,具有张拉过程简单,便于控制索力的优点。试验模拟了张拉径向索、顶升飞柱、张拉环索、隔榀张拉径向索4种张拉方案。4种张拉方案的操作难易程度有明显差异:张拉径向索方案所需的张拉力大,但是操作过程简单;顶升飞柱和张拉环索方案所需张拉力小,但需对结构节点和张拉设备做特殊设计;隔榀张拉径向索方案的工期最长。通过对上述4种张拉方案以及由张拉径向索方案演化出的3种分批张拉径向索方案的数值模拟分析和对比,为屋盖结构实际施工制定了张拉径向索的方案。第28页/共38页三、宝安体育场宝安体育场膜安装工程 体育场内景 第29页/共38页四、深圳大学城体育中心深圳大
18、学城体育中心总用地面积171917.9平方米，总建筑面积38493平方米，由体育馆、体育场、游泳馆三部分组成。其中，体育馆建筑面积14183 m2，设坐席数5696个；体育场建筑面积15300 m2，设坐席数15942个；游泳馆建筑面积9010 m2，设坐席数2251个。在设计时，一是充分考虑到“利用”与“管理”两个要素，既方便利用，又便于进行科学、有效的管理以及满足社会化管理的要求。二是设计中大量采用新技术、新材料、新工艺、新设备，建筑节能、节水、节电。项目最大特点是采用大跨度空间结构，曲面丰富。其中体育馆为大型管桁架网壳组合结构、游泳馆为网壳结构、体育场为格构柱预应力悬索网壳结构。第30页
19、/共38页四、深圳大学城体育中心 深圳大学城体育中心体育馆 深圳大学城体育中心游泳馆 第31页/共38页四、深圳大学城体育中心在设计和施工过程中，召开了多次专家论证会，发现了施工方案存在的主要问题及深化设计的缺陷，会后严格跟踪、解决，保证了施工方案合理和深化设计质量。例如：发现体育场预应力索设计张拉应力过大，解决了实际变形值可能造成塑性变形的问题，避免了施工阶段的重大事故。本着对建筑安全负责的原则，结合科研力量，对体育场的屋盖预应力拉索结构进行施工、使用阶段全过程结构健康监测，确保结构使用阶段健康安全。第32页/共38页五、坪山体育中心坪山体育中心集体育馆、运动场、游泳馆、网球馆、网球场、篮球
20、场、居民健身广场和体育宾馆于一体。“建筑方案:深圳大学建筑设计研究院 施工图设计：深圳大学建筑设计研究院 屋盖钢结构施工：湖南省建筑工程集团总公司 悬支穹顶张拉方案及模拟分析：中国建筑科学研究院深圳分院第33页/共38页五、坪山体育中心坪山体育中心效果图和实景第34页/共38页五、坪山体育中心结构形式为由径向钢拉杆、环索及撑杆组成了弦支穹顶结构体系。钢结构最大跨度为72m，展开面积10800 m2。弦支穹顶结构在整个我国华南地区第一次采用。上部单层球壳底面所在圆半径为35.3m，即钢结构跨度为70.6m，球壳结构矢高7.06m，整体钢穹顶结构矢高为10.088m（7.063.028），球壳所在
21、球半径为91.78m；上部单层网壳均由325的钢管以葵花型布置，在节点处相贯，钢管种类为3258、32510、32512三种；上部单层网壳节点均为管板节点（网壳中心为铸钢节点），其中支座处管板相贯节点为四维相贯节点（24件），网壳中心为十二维铸钢节点（1件），其余均为六维相贯节点（108件24412）。弦支穹顶屋盖结构通过依次张拉径向斜钢拉杆的方式，对下部弦支体系进行施加预应力。第35页/共38页五、坪山体育中心钢穹顶下部为弦支索杆体系，由两道（层）环向拉索、三道（层）径向拉杆和上部网壳之间通过撑杆（1945、1544.5）相连，三者之间为一有机整体；撑杆上端与上部网壳节点间通过节点板铰接连接，撑杆下端为铸钢节点，与环向拉索（564、5144）、径向拉杆（40、60、80）及构造钢拉杆（30）连接。本工程弦支穹顶屋盖结构通过依次张拉径向斜钢拉杆的方式，对下部弦支体系进行施加预应力。弦支穹顶上弦、下弦及剖面图第36页/共38页第37页/共38页感谢您的观看！第38页/共38页