结构 | 成都拓高乐体育娱乐中心的大悬挑结构综述，大跨及高耸结构的技术分享

建设中的整体图

1. 项目结构概述

本项目地上结构三层，地下一层，主体结构采用钢框架结构，钢框架结构具有空间灵活性高、自重轻的优点，并且可以将梁、柱等构件标准化，构件均在工厂中生产。项目总建筑面积12000m2。

项目北侧室外击球区存在较大转换悬挑区域，为了保证结构的侧向稳定性，以及建筑的造型需求，设计在中部和两端采取了斜向交叉支撑的方案。斜向交叉支撑可以保证屋盖的整体性，提高空间刚度。仅由空间桁架及屋面材料组成的屋盖结构，难以满足大悬挑的造型需求，在适当部位用支撑连系起来后，屋盖成为稳定的空间体系，保证了整个结构的稳定，避免压杆侧向失稳，防止拉杆产生过大的振动：支撑可作为屋架弦杆的侧向支撑点，减小弦杆出平面外的计算长度；承担和传递水平荷载，如纵向和横向风荷载、悬挂吊车水平荷载和地震作用等。斜向支撑的添加还可以保证结构安装时的稳定与方便，屋盖的安装首先用支撑将两相邻屋架连系起来组成一个基本空间稳定体，在此基础上即可顺序进行其他构件的安装。

本项目通过YJK和MIDAS Gen对结构中的关键悬挑进行了分析，最终杆件截面和布置形式满足了建筑美观的要求。同时，还使用ABAQUS对左侧大悬挑关键节点进行了验算，保证结构的安全。

来源：YJK结构分析软件模型

来源：MIDAS Gen结构分析软件模型

2. 悬挑屋板设计

左侧悬挑屋板效果图

本项目地上钢框架一个重要的特点是存在较大悬挑结构：左侧悬挑屋面出挑为21.7米，采用根部加斜撑的悬挑空间钢管桁架结构；右侧悬挑屋板跨度为12.7米，采用悬挑工字钢梁配合支撑的结构形式。

悬挑桁架的传力路径明确，可以较好的控制力的传递方向。桁架梁通过上下弦拉压来抵抗弯矩，可以较好的发挥材料的性能。根据工程经验，考虑到业主方和建筑的要求，将桁架高度定为1.2m。

设计桁架梁时，在沿跨度方向（径向）设置三道主桁架，作为主要受力构件。主桁架的布置主要考虑了悬挑根部支座数量的限制。在垂直于跨度方向（环向）设置四道次桁架。最外围的次桁架主要用于减小边缘风振效应。其余三道次桁架的作用主要为防止主桁架失稳。次桁架布置间隔的设置主要考虑了支座附近主桁架杆件轴力较大，更容易失稳，所以尽可能减小了主桁架弦杆的计算长度。

桁架上弦和下弦平面布置如下：

左侧悬挑桁架平面布置图

YJK计算结果：风吸荷载验算悬挑结构的位移

MIDAS计算结果：风吸荷载验算悬挑结构的位移

现场照片

3. 关键节点设计

左侧悬挑关键节点为下弦杆与支撑的交汇节点，该处节点相连接的杆件设计内力基本为轴压力。对于该处节点相连的杆件承载力验算，采用通用有限元软件ABAQUS进行计算。最大应力为301.7MPa，出现在次桁架与主管交界处。该处无缝钢管壁厚为16毫米，设计强度为345MPa。实际上由于在次桁架与主管交界处为焊缝连接，实际接触面积大于模型中面积，应力应小于301.7MPa，该节点杆件并未屈服，处于安全阶段。由于在工程设计时一般要求大跨度悬挑留有安全余量，期望最大应力为设计强度的80%，即276MPa（根据朱炳寅老师的建议大跨关键性构件按0.7控制）

关键节点设计内力示意图

下弦节点网格划分示意图

关键节点应力分析

在整个项目的施工过程中，场馆钢结构的搭建属于技术难度最高、耗时最长的部分。其中，也遇到了一些难题，在甲方，建设单位与我们设计单位的积极交流与沟通下都一一解决。在此次大悬挑的钢结构设计过程中，我们也积累了非常宝贵的设计经验。

4. 外场旗杆

项目外场击打区约占地20000m2,由球坑和外场旗杆加围网组成，旗杆高度约28~50m。旗杆截面600~1200mm的圆管。主要设计难点在，风荷载的计算设计；施工难点，在于现场安装拼接需要精准对位。

平面图

旗杆立面图

采用midas软件对其分析其强度、位移等指标。

根据《建筑结构荷载规范》，成都地区基本风压为0.30kpa。自立式高耸结构高度Z处风振系数 ；结构自振周期，，单管塔阻尼比，根据《高耸结构设计标准》表4.2.9-1查得。结构总高度，地面粗糙度类别为B类，查表4.2.9-2得。

迈达斯位移结果

现场照片

5. 项目概况

项目名称：成都美洲时尚体育公园拓高乐场馆

项目地点：位于成都市武侯区锦城绿道范围内，南侧为美洲公园，西侧为成都绕城高速路，东侧为锦城大道，北侧为白家立交

设计单位：上海城乡建筑设计院有限公司

施工单位：中建科工集团有限公司

项目情况介绍

今年年底将全面竣工，

预计2023年春季开门营业，

该项目将推动以科技助跑体育娱乐的

新业态发展。

成都拓高乐体育娱乐中心

项目地址：

锦城绿道范围内，南侧为美洲公园，西侧为成都绕城高速路，东侧为锦城大道，北侧为白家立交。

项目面积：

项目占地27000平方米，其中建筑面积12000平方米。

场馆简介：

拓高乐体育文娱综合体项目由中建科工集团有限公司承建，场馆主体为钢框架结构，场馆含地下一层、地上二层，高度为16.5m，占地面积2.7万㎡，场馆建筑面积约1.2万㎡，外场景观约1.5万㎡。该场馆建成后，将成为全球迄今为止最大的拓高乐体育娱乐中心。

场馆内拥有 拥有104个开放式科技击球位、儿童区域、屋顶露台与活动区域等。此外，场馆内的高品质餐厅可提供多样美食，为市民提供全方位文娱体验。

拓高乐在成都发展体育娱乐的新经济、新业态提供了丰富的场景支撑，以科技创新打破体育运动项目受天气、场地、装备与技术的门槛限制，同时也将把不同的国际化体育和娱乐设施项目带到成都，不仅有球类项目，还包括国际化的餐饮等元素，为成都、四川人民带来多样化的休闲娱乐选择。

这里是科技场馆

运动+游戏

不同于传统的运动场馆，拓高乐将基于前沿科技的游戏系统植入到运动场景中。拥有专利的RFID芯片球，与场地中的标靶结合，可精准捕捉到每一颗球的飞行轨迹与落点，增强运动体验。更妙的是，用户还可以与全球玩家互联PK，实现不同场馆之间的多人组队竞技，打通线下、线上的全新运动场景。

同时，在这个科技场馆中，用户还可以使用室内VR导航、智能自拍体感互动屏幕等设施，体验各种各样的VR游戏、体感游戏等。

这里是休闲场馆

美景+美食

作为天府绿道的核心一环，成都环城生态公园正着力打造133平方公里的开放式多功能环状生态公园，助力成都打造世界最长最具魅力的世界级生态风景绿道。而成都拓高乐场馆周边的锦城湖公园，有蜿蜒的休闲步道，别致的五孔石桥，这里也是骑行、跑步、拍照打卡的最佳去处之一。

成都拓高乐内规划了3家餐厅与多个主题酒吧，各式各样的美食以及场馆外的绿道风景将为市民提供全新的休闲娱乐体验。

来源：钢结构设计-公众号，作者：孔祥红（上海城乡建筑设计院）投稿（仅供分享交流不作商业用途，版权归原作者和原作者出处。如有侵权，请在后台留言，我们会第一时间处理）

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