地震 多遇地震 设防烈度 罕遇地震 地震方 向 水平 水平 水平 超越概 率 63% 10% 2～3% 重现周期 (年) 50 475 2475 地面加速度峰值 (gal) 38.0625 51.3 125
3、基本雪压 4、温度荷载
S0=0.35kN/m2 （100年重现期）
根据《吕梁新城体育中心建设项目场地岩土工程勘察报告》（详细勘察）提供的当地 气象资料，极端最高气温39.9℃，极端最低气温-27.4℃。取合拢温度为5~10℃。 最大正温差：39.9-5=34.9℃ 最大负温差：-27.4-10=-37.4℃ 同时考虑日照时，表面混凝土壳体升温20 ℃ 。
-0.15 -0.38 -0.09 0.35 0.21 -0.18 -0.62 0.29 -0.34 -0.02 0.38
-0.16
-0.50
-0.88
0.40
-0.41
0.04
-0.45
0.26
3）、风振分析
研究0°~360°（每15 °）风向角，结构在脉动风作用下的 响应， 其中90°风向角为最不利风向角，其中结构的整体位 移风振系数 β=1.91和整体内力风振系数β =1.95 。
水上运动中心区域
961.12
926.30
五、基础设计
桩基础设计
本工程采用钻孔灌注桩基础，并采用后注浆技术。 看台：桩径600mm，桩长10-13m，桩底压浆，单桩竖向承载力1300kN；
桩端持力层⑤卵砾石、⑥混合土
屋盖：桩径1200mm，桩侧、桩底压浆，单桩竖向承载力15000kN； 桩端持力层⑩强风化石灰岩（⑧混合土）
吕梁新城体育中心 体育场钢-混凝土组合壳体结构设计
游泳馆 体育场
群众水上活动中心
体育馆
2018年7月23日
主要内容
第一部分 结构综述 第二部分 体育场屋盖优化设计过程 第三部分 体育场屋盖设计成果
第四部分 体育场屋盖结构方案对比
第一部分 结构综述
一、建筑概况
• 吕梁新城体育中心是吕梁市的市级体育 中心。规划建成为体育竞赛、大众健身、 文化表演、休闲娱乐为一体的综合服务 型多功能场所。
结构体系 四角落地钢拱与中间大地带钢组合边拱的空心壳板混凝土薄壳 四角落地带钢组合边拱的变厚度混凝土薄壳 混凝土薄壳 框架结构
一、建筑概况
• 体育场：建筑面积29000m2， 15000座； • 建筑平面尺寸： 204mX160m • 结构安全等级：一级； • 抗震设防类别：乙类； • 设计使用年限：50年； • 结构重要性系数：1.1； • 地基基础设计等级：甲级； • 建筑物的耐火等级：一级；
三、结构设计条件
1、材料
混凝土壳面、基础承台、桩都采用C40。 受力筋采用HRB400级、HRB500；分布筋、拉筋等采用HRB335级。 受力钢构件、混凝土中钢骨等采用Q345B。
2、设计荷载
部位
屋盖
荷载类别 恒载 活载/雪荷载 马道恒荷载 马道活荷载
标准值（kN/m2） 1.25（建筑刚性防水）/0.5（建筑吊顶） 0.5/0.35 2.0 0.5
四、抗震性能目标
抗震设防水准 计算方法 落地拱体 体育场环梁 体育场肋梁 混凝土壳面 拱脚基础拉梁 结构阻尼比 多遇地震 反应谱、时程分析法 弹性 弹性 弹性 弹性 弹性 0.03 设防烈度 反应谱 弹性 弹性 不屈服 不屈服 弹性 0.03 罕遇地震 反应谱、时程分析法 不屈服 不屈服 局部屈服 局部屈服 不屈服 0.04
-0.49
0.30
-1.01
0.15
-0.33
-0.21
-0.81 -0.36 0.20 -0.02 -0.10 -0.35 -0.01
0.22
-0.38 0.30 0.32
4）、等效静风荷载
根据《吕梁体育中心风荷载试验研究报告》中体育场的块平 均风压，乘以风振系数后即可得到各分块的结构等效静力风 荷载。
五、基础设计
场地地质条件
地貌单元属于侵蚀堆积河谷区，可划分出两个工程地质区（Ⅰ、Ⅱ区） 体育馆、南大门Ⅱ区，游泳馆、群众水上运动中心和北大门Ⅰ区。 Ⅱ区域为自重湿陷场地，地基湿陷等级为Ⅱ级（中等）； Ⅰ区域为本场地为非自重湿陷场地，地基湿陷等级Ⅰ级（轻微）。 场地地下水稳定水埋深约120.00m左右，水位标高为854.97m左右。 拟建场地地基土对混凝土结构和混凝土结构中的钢筋具有微腐蚀性。 拟建场地可不考虑液化影响。 第⑩层石灰岩层为奥陶系上马家沟组，属于可溶盐岩，层厚度厚，一般沿裂隙及 层面发育有溶洞，溶洞密集，多呈网格状、蜂窝状。 溶洞主要分布在游泳馆和群众
游泳馆 体育场 群众水上活动中心
体育馆
场馆 体育场 体育馆 游泳馆 群众水上运动中心 南北入口 附属设施、看台
建筑面积（m2） 座数 长度（m） 宽度(m) 29000 27000 17000 4500 900 12000 15000 6800 2000 204 131.6 100 70 30 160 100 70 35 30
二、自然条件
2. 地震作用
抗震设防烈度： 6度（相应地震基本加速度0.05g）
设计地震分组：
建筑场地类别：
第3组
II类 设计特征周期： 0.45s
地震影响系数最大值 max 0.087（安评） 0.114（规范） 0.28（规范） 场地特征周期 Tg(s) 0.45 0.45 0.50
设计采用的主要地震动参数
二、自然条件
1、风荷载
湖南大学风工程试验研究中心对体育中心的体育场、体育馆 和游泳馆三馆进行刚性模型测压风洞试验，确定了其表面的 平均风压和脉动风压。 1）、基本风压： w0=0.50kN/m2 (重现期100年)，地面粗糙类别：B类 2）、体型系数 通过风洞试验获得在典型风向角下的风荷载体型系数。
H：中心点矢高；Ha：长轴矢高；Hb：短轴矢高；β：翻沿倾角；
L：翻沿外挑长度；中心开孔形状； 中心开口尺寸；
本工程体育场屋盖跨度大于120m，超出常用空间结构形式的超限大跨空间结构。 通过建筑方案可见：体育场的结构将为大跨度、四支点、中心大开口的壳体结 构（为保证整个体育中心建筑群的形式统一,拟采用混凝土结构）。经核实，此 类结构在国内乃至世界范围内未有工程实践。