济南奥体中心场馆钢结构设计特色与健康监测
济南奥体中心场馆钢结构设计特色与健康监测
3.2 监测结果分析 为了说明监测的效果，对于体育场我们仅选择4轴线支座杆件的内力变化进行分析。将该杆件所 有监测日期的监测应力大小绘制成曲线，描绘出其在整个施工阶段的应力变。如图：
4轴支座斜杆应力变化图
3.2 监测结果分析 对于体育馆，我们选择12轴索杆体系的内力变化进行分析。如下表(表中仅列出部分数据）：
大型体育场馆人流密集，屋盖钢结构跨度大、受力复杂，确保其结构施工和使用安全尤为重要， 为此济南奥体中心进行了钢结构的健康监测，建立了基于光纤光栅传感技术的刚性杆件应变监 测系统以及基于电磁感应技术的索应力监测系统，从钢结构安装开始直至竣工后一年内对场馆 钢结构的关键杆件进行内力监测，实践表明，该监测系统抗干扰能力强，性能稳定，监测效果 良好。
2.1 体育场 体育场外轮廓为近似椭圆形，长轴长约360m,短轴长约310m，规模为6000座。在建筑造
型上充分体现济南市的地域、文化特色，以济南市的市树“柳树”为主题，将垂柳柔美飘 逸的形态化为建筑语言。
体育场建筑效果图
2.1 体育场
结构设计特色： （1）结构体系采用空间折板型钢析架，结构受力均匀，每片罩棚用钢量仅为3000吨，是相同规模
3.1 应变监测测点布置
➢体育场健康监测应变监测方案
☉应变监测部位杆件： 应变监测部位杆件的选择将主要侧重屋盖结构在构件安装施工过程(包括卸载过程)中应力较大的
杆件部位，需要同时兼顾不同杆件类型。5a、5b、5c处为马道安装处的杆件；4a、 4b、 4c处为临时 支撑上部的杆件；1、2a、2b、6、7处均为支座处杆件；3a、3b、3c为应变变化较复杂、受力较大的杆 件。如下图：
体育场罩棚用钢量的一半 （2）为了增强结构的整体稳定性和侧向抗扭刚度，除了环向次桁架外，在看台顶部支座间设5对
济南奥体中心体育馆钢结构屋盖节点设计
体育馆弦支穹顶屋盖结构，选 取 其 中 关 键 节 点 进 行 设 计 分 析 ，节
S O -S 9-O -S 9-O -S
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81.48 71.46 46.87 89.48 82.19 42.73 88.11 82.46 37.44 76.23 44.27 42.36 51.45 45.54 7.24
底 板 部 分 路 径 配 筋 结 果 见 表 1 ，其中计算值指路径积分法计 算得到配筋结果计算值，原 值 指 电 气 厂 房 实 际 配 筋 量 ，裕பைடு நூலகம்指原 值与计算值的差值比实际配筋量的百分数。 由 表 1 可 知 ，路径积 分 法 计 算 得 到 的 配 筋 结 果 与 实 际 配 筋 量 相 比 ,有 一 定 的 裕 度 ，符
第43卷 第 15期 •4 6 • 2 0 1 7 年 5 月
文章编号：1009-6825 (2017) 15-0046-04
S山HANX西I AR建CHITE筑CTURE
VMoaly..43 2N0o1.715
济南奥体中心体育馆钢结构屋盖节点设计
江化冰
( 悉 地 国 际 设 计 顾 问 （深 圳 ）有 限 公 司 ，上 海 2 0 0 4 3 3 )
1 649 8 042 2 306 8 042 10 279 20 105 2 440 12 063 1 769 12 760 15 857 28 844 3 747 12 063 2 403 12 760 14 240 28 844 2 905 8 042 2 374 8 042 15 134 20 105 1 259 6 475 1 140 4 021 8 850 10 496
济南奥体中心体育
由以上振型可见, 屋盖结构的竖向振动频率大于1Hz,满 足频率控制指标的要求 .由于弦支穹顶相对于下部混凝 土结构偏柔, 前几阶振型主要为屋盖部分振动 ,且频率分 布相对密集.第一阶振型主要为屋盖风帽部分的竖向振动, 第二阶振型与第三阶振型具有正交性.总装模型前几阶振 型的屋盖振型与单独弦支穹顶相同, 周期则有所加长,这 是由于下部混凝土结构的弹性所致.整体模型中屋盖的变 形与单独弦支穹顶相比略有增加,这是由于总装模型中弦 支穹顶的约束为弹性支承而非理想的铰支座 .在设计荷 载态下外环索拉力计算值 3017kN 与ANSYS 中周边约束 采用铰支座的单独钢结构计算结果 3108kN 接近, 相差 2.9%.其他索杆的内力变化也很小 .这说明下部结构弹性 引起的拉索拉力损失很小,可以满足设计索力的要求 .表 3 为各规格拉索内力最大、最小值 ,应力比<0.61,满足强 度要求 .经过计算, 在各工况下拉索、拉杆均处于受拉状 态,满足强度要求, 不会松弛.且拉索最大挠度均小于 1/160
1
结构构成 弦支穹顶由上部单层网壳 和下部索杆张拉体系组成(图 3),单 层网壳采用 Kiewitt 型和葵花型内 外混合布置,索杆张拉体系为肋环 型布置.为了改善结构体系的动力 特性, 在径向马道支点和相邻的竖 向压杆的上节点之间设置斜拉构 造钢棒, 构造钢棒均采用 Ф55 张紧 ,下部三圈索杆体系的扭转刚 度得以提高 ,其环向扭转问题得到解决.整个结构支承于周边混 凝土圈梁上 .弦支穹顶为刚柔杂交索杆梁体系 ,上部单层网壳承 担了大部分的荷载 ,力流大部由其传递 .网壳及竖杆均采用 Q345B 钢材.单层网壳圆管截面 Υ273×16 就可以满足承载力和 变形要求 ,但不满足稳定性要求 .采用 Ф377×14 并设置下部索 杆后稳定性得到改善, 考虑初始缺陷的屈曲系数达到 5.88,满足 要求.在屋盖边缘处由于下部结构对壳体的约束作用致使杆件内 力较大, 该处杆件采用 Ф377×16.钢索内钢丝直径 5mm ,采用高 强度普通松弛冷拔镀锌钢丝, 抗拉强度不小于 1670MPa ,屈服强 度不小于 1410MPa , 钢索抗拉弹性模量不小于 1.9度等级:抗拉强度不小于 470MPa, 屈服强度不小于 345MPa.预应力分布 水平的确定以改善上部单层网壳的内 力分布和水平 、降低支座水平推力为 目标.优化后的预应力分布和水平如图 4设计荷载态下三圈环索的拉力比例为 8 ∶3.2∶1,弦支穹顶的预拉力主要来源为外 环环索 .提高外环环索的预拉力水平或加大其倾角都可 以显著提高弦支穹顶的效率 .弦支穹顶支座位于 1.5m ×1.0m 的混凝土环梁上,支座与混凝土柱头及外围交叉 柱相交,共 36 个,支座节点如图5 所示 .支座高度 0.6m ,环 梁高度 1m ,考虑到弦支穹顶支座推力及支座构造尺寸对 环梁引起的偏心扭矩,在整体分析模型中建立长度 1.1m 的刚臂用以反映偏心弯矩的影响
济南奥体中心建筑与结构设计简介
块商业与连廊及道路顶盖用伸缩缝兼防震缝分开。
６能源中心工程
能源中心建筑面积１２１４．１２ｍ２，最高处建筑高度为 ７．００ｍ２，位于整个场地的东北角，是整个体育中心的主 要动力中心，主要由能源中心机房、储水罐、冷却塔三部 分组成，秉着。以人为本、绿色环保、科技领先，节能降 耗”的设计理念，根据地形及建筑的功能，将建筑半置于 地下，建筑的北面为一下沉式小广场，与道路相连，利于 设备的运输及房间的采光通风，建筑外墙为弧形的拉毛混 凝土艺术墙面，与其他体育场馆的曲面外轮廓统一。屋面 为种植屋面。
游泳馆主体结构为钢筋混凝土框架剪力墙结构，基 础为柱下独立基础。上部钢结构比赛区屋盖最大跨度为 ９０ｍ，采用管桁架结构，桁架高度为５ｍ，桁架上下弦面外 采用系杆连接，并在端部区域设置斜撑，以保证桁架结构 的面外稳定。热身区和商业区屋盖跨度约为２４ｍ２，采用工 字钢梁结构。墙面采用空间折板结构。上部钢结构由南向 北渐低，结构最高点３０ｍ，最低点２０ｍ。
体育场屋面材料为０．９ｍｍ厚铝镁锰金属板，面积 为４８０００ｍ２。前端乳白色半透明聚碳酸脂板，面积为 ｌ １６００ｍ２。罩棚最宽约７０ｍ，南北最长处约３３０ｍ，最高点 宽度为５３．３２ｍ，最大悬挑长度为５３．２ｍ处，悬臂根部高度 ７ｍ。最小悬挑长度为２８ｍ处，悬臂根部高度５ｍ。铸钢件 ５１２个单片罩棚由６４榀钢桁架组成，总用钢量２６５０ｔ（不包括 维护系统用钢），按其屋面覆盖面积１９，０００ｍ２计１３４．９ｋｇ／ ｍ２Ｉ按屋面墙面展开面积３２，０００ｍ２计８０ｋｇ／ｍ２。与目前国内 同等规模其他体育场罩棚相比，屋面用钢量最低。侧立面
钢结构屋盖由北向南渐低，钢结构结构标高最高点为 ３０ｍ，最低点为２０ｍ。建筑屋面为０．９ｍｍ厚铝镁锰合金板， 侧面外围护为３ｍｍ厚穿孔铝板拼成的９８片柳叶。钢结构屋 面和墙面总用钢量２０４１ｔ（不包括维护系统用钢），按其覆盖 面积１５０３ｌｍ２计，每平米用钢量１３５．８ｋｇ／ｍ２，按其展开面 积２６６０６ｍ２计，每平米用钢量７６．７ｋｇ／ｍ２。
济南奥体中心体育场大跨空间结构总装分析
建 筑 结 构 学 报(增刊1)J o u r n a l o f B u i l d i n g S t r u c t u r e s (S u p p l e m e n t a r y I s s u e 1)济南奥体中心体育场大跨空间结构总装分析傅学怡,高 颖,杨想兵(中建国际设计顾问有限公司,北京100044)摘要:揭示了由上部钢结构和下部混凝土结构组成的大跨空间结构传统的上下部结构单体设计方法存在安全隐患,这种方法既不能反映上部结构刚度对整体结构的贡献,也不能反映下部结构有限刚度对上部结构的效应放大;提出了上部结构对下部结构既有作用又有刚度约束,下部结构对上部结构既有支承又有效应放大,故需通过总装分析整体结构。
通过济南奥林匹克中心体育场实例的总装分析与单体分析结果对比,论证了整体结构总装分析能够得到较为合理可靠的上下部结构在重力、风、地震、温度作用下的效应,尤其能揭示连接界面结构构件的实际受力状态。
整体结构总装分析的理念与方法对大跨空间结构的设计参考应用。
关键词:大跨空间结构;总装分析;抗震性能中图分类号:T U 393.304 文献标识码:AW h o l e s t r u c t u r e a n a l y s i s o f t h e l a r g e -s p a n s p a t i a l s t r u c t u r e i nJ i n a n O l y m p i c S t a d i u mF UX u e y i ,G A OY i n g ,Y A N GX i a n g b i n g(C h i n a C o n s t r u c t i o n D e s i g n I n t e r n a t i o n a l C o .L t d ,B e i j i n g 100044,C h i n a )A b s t r a c t :T r a d i t i o n a l l y ,t h e u p p e r s t e e l s t r u c t u r e a n dt h el o w e r R Cs t r u c t u r ea r ea n a l y z e ds e p a r a t e l yi nl a r g e -s p a ns p a t i a ls t r u c t u r e s .I t c a n a c c o u n t f o r n e i t h e r t h e c o n t r i b u t i o n o f u p p e r s t e e l s t r u c t u r e t o t h e w h o l e s t r u c t u r e 's s t i f f n e s s ,n o r t h e e f f e c t o f l o w e r s t r u c t u r e o n t h e u p p e r s t r u c t u r e 's s t i f f n e s s .T h u s a n o n -c o n s e r v a t i v e d e s i g n m a y b e p r o p o s e d .T h i s p a p e r p r o p o s e s a n e w m e t h o dt o a n a l y z e t h e w h o l e s t r u c t u r e u n d e r t h e a c t i o n o f g r a v i t y ,w i n d ,e a r t h q u a k e a n d t e m p e r a t u r e l o a d s .F i n a l l y ,t a k i n g t h e J i n a nO l y m p i c S t a d i u ma s a ne x a m p l e ,t h e r e s u l t o f w h o l es t r u c t u r e a n a l y s i s i s c o m p a r e dw i t ht h a t o f s e p a r a t e s t r u c t u r e a n a l y s i s .K e y w o r d s :l a r g e -s p a n s p a t i a l s t r u c t u r e ;w h o l e s t r u c t u r e a n a l y s i s ;s e i s m i c b e h a v i o r作者简介:傅学怡(1945— ),男,江苏南京人,研究员,博士生导师。
济南奥体中心BMS方案
系统技术方案介绍第一部分智能化集成管理系统（BMS）一、系统概述a)工程概况A、济南奥林匹克中心体育场建设地点：山东省济南市，东临体育东路，西临体育西路，南接体育南路，北侧为经十东路建筑类别：甲级体育场。
B、济南奥林匹克体育中心体育馆建设地点：山东省济南市。
体育馆是济南奥林匹克体育中心主体建筑之一，位于奥体中心红线范围内东区，与体育东路相邻。
建筑概况：甲级大型体育馆，总建筑面积：59777㎡，总观众座席数：12980席（按标准座位计算）。
本体育馆共分六层。
西侧局部-5.100层为贵宾入口层，并附设有安保指挥及大型器材储存仓库；首层为主要赛时功能用房，包括贵宾区、运动员区、媒体区、竞赛组织用房、场馆运营区等，同时预留部分赛后商业用房；二层为观众入口层，设有观众的集散及服务空间等；三层为贵宾包厢层；四层为普通观众的集散及服务空间等；五层为设备机房层。
C、济南奥林匹克体育中心网球中心建设地点：山东省济南市。
网球中心是济南奥林匹克体育中心主体建筑之一，位于奥体中心红线范围内东区场馆群的西南侧，其北侧为游泳馆，东北侧为体育馆，南与体育北路相邻。
建筑概况：甲级体育建筑，总建筑面积：31,400㎡，总观众座席数：3,968席。
屋顶最高点位于中心赛场罩棚南侧边缘，高度为30.00m，屋顶最低点位于中心赛场罩棚东北角部边缘，高度为20.00m。
建筑物共5层。
-6.2m层主要为赛时新闻媒体办公、会议用房，后勤服务、办公、部分赛后运营商业用房和设备机房；首层为中心网球竞赛场地和室内网球训练馆/热身场地，并布置主要赛时功能用房，包括贵宾区、运动员区、媒体区、竞赛组织用房、场馆运营区和设备机房等；二层东南侧围绕中心赛场布置贵宾、媒体、运动员的服务用房和交通设施，以及普通观众集散区域及服务用房等，西北侧为预留赛后出租式办公用房和室内训练馆上空；三层东南侧在中心赛场南端设置贵宾包厢，西北侧为预留赛后出租式办公用房和室内训练馆上空；四层东南侧为中心赛场上空，西北侧为预留赛后出租式办公用房和室内训练馆上空。
城规1101 韩天成 3110105130 济南奥体中心体育场结构设计
建筑力学与结构（四）小作业——空间结构工程实例城规1101 韩天成3110105130 指导老师：罗尧治许贤一、济南奥体中心体育场工程简介工程名称：济南奥体中心体育场年份：该工程2006年8月通过初步设计审查，2006年10月通过全国抗震超限审查，2007年12月主体结构验收，中国科学建筑研究院进行了总装结构振动台研究和节点实验研究验证。
地点：济南奥体育中心位于济南市东部新区，占地约75公顷，为2009年十一届全国运动会主会场。
体育中心分为东西两区，东区为体育馆、游泳馆及网球中心，体育场位于体育中心西侧。
设计立意：西区的体育场，以济南的市树柳树为设计构思起点，钢结构在建筑师巧妙的创意下构成了柔美飘逸的柳叶，成组有韵律地排布在主体育场的外围，与东区造型宛如荷花的体育馆形成“东荷西柳”的独特景观。
设计方：CCDI设计集团项目总负责人：李岩二、空间结构体系1、地基基础设计本工程采用人工挖空灌注桩，一柱一桩。
2、下部混凝土结构设计下部混凝土结构设置8条永久缝划分为8个结构单元，每个独立的混凝土结构单元均采用12米柱网的纯框架结构，上部一片钢结构罩棚支撑于下部三个混凝土结构单元上。
3、上部钢结构设计钢结构罩棚采用了折板型悬挑空间桁架结构体系，由环向间距6m的64榀径向主桁架和9榀环向次桁架组成，落地墙面结构为屋面折板结构的延伸。
单片罩棚理论用钢2562.9t，其覆盖面积19000m2计134.9kg/m2。
为了增强结构的整体稳定和侧向抗扭刚度，除沿环向设置次桁架外，在桁架下弦平面设置了6道直径50mm的预应力钢棒水平支撑。
资料来源：《空间结构》2009年3月第15卷第1期三、特点特色1、富于地方特色的建筑形式——柳叶形态的优美与历史文化的结合2、多种现代科技手段的聚合——钢结构空隙让空气在场馆内外自然流通、较为节能的地源热泵系统和水蓄冷技术、领先于“鸟巢”的看台地面200多个“无影灯”参考资料：<1>《济南奥体中心体育场结构设计》傅学怡，杨想兵，高颖，廖新军《空间结构》第15卷第1期2009年3月<2>百度百科。
奥体中心项目设计报告
奥体中心项目设计报告项目背景奥体中心项目位于城市的中心地带，占地面积约100,000平方米。
它将成为体育比赛、文化活动和娱乐表演的综合性场馆，为城市居民提供一个全方位的休闲娱乐场所。
设计目标本项目的设计目标是打造一个现代化、高效能的奥体中心，满足不同需求的人群。
我们希望通过充分利用场地空间、提供多功能设施和创新的设计理念，为用户提供一个卓越的体验。
设计方案建筑结构奥体中心采用现代化建筑结构，拥有多层楼和大面积玻璃幕墙，营造出轻盈、开放的空间感。
同时，建筑内部采用高强度钢结构和混凝土框架，保证建筑的稳定性和安全性。
多功能设施奥体中心内设有多个功能区域，包括体育比赛场地、文化活动区、娱乐表演场所和商业区域等。
每个区域都有独立的设施和场地，并且可以根据需求进行灵活调整。
体育比赛场地体育比赛场地是奥体中心的核心设施，包括室内篮球场、足球场和游泳馆等。
这些场地采用最先进的设备和技术，为运动员提供最佳的比赛场所。
同时，观众席位于场地周围，可以容纳数千人观赛。
文化活动区文化活动区包括音乐厅、剧院和展览馆等。
这些设施可以用于举办音乐会、话剧表演和艺术展览等各类文化活动。
设计上注重舒适性和音效效果，为观众提供良好的观赏体验。
娱乐表演场所娱乐表演场所是奥体中心的娱乐区域，包括演唱会、时装秀和晚会等节目。
这些场所通过合理的布局和灯光设计，创造出舒适的氛围和观赏效果，吸引更多观众的参与。
商业区域商业区域位于奥体中心的一层和二层，包括餐厅、商店和咖啡馆等。
这些设施为用户提供各类服务，满足他们在活动期间的需求。
设计上注重流线和空间利用效率，提高商业区域的运营效益。
设计理念本项目的设计理念是“融入自然、共融共创”。
我们将以绿色环保和可持续发展为基本原则，在建筑和设施设计中尽量减少对自然资源的消耗。
同时，我们也鼓励人与自然的融合，通过设计优美的室内外景观，为用户提供一个舒适、宜人的空间。
设计效果奥体中心项目的设计效果将达到以下几点：- 独特的外观和标志性建筑，成为城市的地标之一。
摘要介绍济南奥体中心主体育场钢结构的制作工艺与施工
摘要：介绍济南奥体中心主体育场钢结构的制作工艺与施工过程，钢结构施工过程有限元数值模拟分析方法及计算结果，有效地指导钢结构的施工过程。
关键词：加工制作施工数值分析一、工程概况济南奥体中心主体育场位于济南市东部新城区龙洞地区经十东路，总体建筑面积154323m2 ，可容纳6万座席。
体育场屋盖形状类似济南市树“柳叶”造型，整体椭圆平面长轴约360m，短轴约310m。
体育场上部钢结构屋盖采取东、西两片独立的折板型空间悬挑桁架罩棚结构，单片罩棚最宽约70m，南北纵向最长约330m。
罩棚中间高、两边低，高差14m，最高点离地面约52m。
主桁架最大悬挑长度约53m，悬臂根部最大高度7m；最小悬挑长度28m，悬臂根部高度5m；悬臂端部高度1.5m。
结构整体建筑效果如图1所示。
体育场钢结构屋盖东、西罩棚每侧径向主桁架均为64榀，悬挑罩棚前端屋面为平板结构，环向次桁架共布置9圈，形成折板型空间悬挑结构主要受力体系。
中部桁架下弦平面设置6道Φ50mm的预应力棒钢水平支撑，以增强结构的整体侧向抗扭刚度，如图2所示。
64榀主桁架下端通过32根Y型钢柱支撑于外围型钢混凝土墩台之上，上部（悬挑根部）通过32个节点支座支撑于看台上的钢管砼塔柱上，形成稳定的空间结构受力体系。
主体育场罩棚钢结构用量约6600 t，由江苏沪宁钢机股份有限公司制作与安装。
二、钢结构制作与施工1. 钢结构制作与施工的特点本工程钢结构的制作与施主要有以下特点：主体钢屋盖呈双曲面，各点标高不一、空间定位点多样；主要结构构件超重、超长；主桁架跨度大、安装高度高，悬挑长度大；节点对中心线对称，但不完全相同，特别是铸钢节点，现场拼装胎架数量多。
其中的制作施工质量控制难点主要有：钢构件加工质量的控制；结构安装现场的测量、放线和校正，现场场地布置；桁架现场安装；高空焊接对安装质量的影响；安装工期短，安全施工保证措施等。
2. 钢结构加工制作针对本工程结构加工制作及施工的特点与难点，制作前编制了详细的焊接工艺流程，施工中采取了一系列工艺措施，保证结构每一根构件的质量，进而确保整个工程的质量要求。
济南奥体中心体育馆钢结构屋盖节点设计
济南奥体中心体育馆钢结构屋盖节点设计江化冰【摘要】对"强节点、弱构件"的意义进行了阐述,较为详细的介绍了济南奥体中心体育馆钢结构屋盖节点的设计思路、设计方法,并介绍了节点计算荷载的选取和判断节点是否达到"强节点弱构件"要求的方法,供工程设计分析参考.%The significance of "strong joints and weak components" was described in the present paper.Principles and methods for design of joint of the roof of Jinan Olympic Center Stadium were also introduced in details.Methods for calculating the load of joint design and criterions for the estimation of joint satisfying the demand of "strong joints and weak components" were put forward.It may be a reference for engineering analysis and design.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2017(043)015【总页数】4页(P46-49)【关键词】支座节点;索杆节点;弦支穹顶结构【作者】江化冰【作者单位】悉地国际设计顾问(深圳)有限公司,上海 200433【正文语种】中文【中图分类】TU391本工程采用弦支穹顶屋盖结构和下部混凝土筒体—框架结构及外网交叉柱编织筒体结构组成的结构体系，其中弦支穹顶由上部单层网壳和下部索杆张拉体系组成，整个屋盖结构支承于周边混凝土环梁上，弦支穹顶屋盖组成如图1所示。