78m跨度预应力混凝土刚架结构设计与施工

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玉溪体育馆是集练习、比赛、演出、集会等功能为一体的体育建筑。平面呈八边形，对边最

大距离72.6m，建筑总高度26.2m，总建筑面积9100m2。体育馆屋盖结构采用跨度为78m的大型预

应力混凝土刚架承重，以悬吊8片曲面钢网架组成屋盖体系。钢网架外周边支承在看台框架上，

内周边悬吊于预应力混凝土刚架下翼缘上。屋面覆盖压型彩色钢板。

预应力混凝土刚架分为2榀，沿体育馆纵向布置，间距8m。两刚架之间用混凝土横梁连接，

其间布置天窗，以增加场馆中心的天然采光。柱为等宽变高度斜柱，从刚架横梁上翼缘(即标高

+25.00m)向下向外倾斜，逐渐分开至12m。图4-6-1、4-6-2为体育馆屋盖平面与结构方案简图。

第1章刚架结构计算

该刚架为体育馆最主要的屋面承重结构，跨度78.392m，按8度抗震设防。

刚架横梁采用工字形截面，大梁高度5m，上下翼缘宽度为1.2m，腹板厚0.4m。刚架柱为等宽

度变高度斜柱，截面为矩形，柱脚截面1.2m×3.5m，柱顶截面1.2m×4.5m。刚架柱向外倾斜组成

空间刚架结构系统。

在结构计算时，综合比较多种计算模型并根据现场施工条件，选取2种结构计算模型(空间刚

架结构计算模型、平面刚架结构计算模型)和2种支座约束情况(刚接和铰接)进行详细计算。其中

平面刚架结构计算分平面内和平面外分别进行内力分析。

内力分析结果表明，结构内力很大。按平面刚架计算，横梁跨中最大弯矩50115kN·m，梁端

最大负弯矩50485kN·m，柱脚最大弯矩15280kN·m，柱脚最大剪力2750kN，最大轴力9875kN。

第2章预应力设计

为解决大跨度预应力刚架柱的大偏心受压问题，使结构具备好的抗震性能，该工程梁柱均采

用了有粘结预应力技术。根据截面计算及当时的预应力钢材市场供应情况，预应力筋采用1570级

Φj 15钢绞线。刚架横梁预应力筋为l40Φj 15钢绞线，分为20束，每束7Φj 15，分3组按二次

抛物线和直线布置。刚架柱预应力筋为l40Φj 15钢绞线，分为2组，各l0束以直线和曲线布置。

锚具采用OVM体系群错。预应力张拉控制应力σcon=0.7ƒptk。刚架混凝土设计强度C40。图4-6-3

为预应力混凝土刚架简图。

由于刚架结构自身刚度较大，若刚架柱与基础采用刚性连接，则预应力筋张拉时因支座约束

而产生的次应力将成为影响结构受力的重要因素，影响刚架工作状态。为此在预应力刚架结构计

算中对张拉次应力进行反复计算分析，比较不同预应力筋布置曲线引起的次应力，力求将次应力

的不利影响减少到最低限度。

为减少预应力筋张拉时刚架结构对预应力产生的不利影响，设计时采用了分阶段的支座约束

方式。第一阶段刚架施工时在柱脚与基础间放置预埋钢板支座，使之形成滑动面。由于施工时无

水平力作用，故柱脚与基础间的连接相当于滑动铰支座，刚架上部结构与基础间不再有多余约束

，保证了预应力筋张拉时刚架的自由变形。该连接处同时也就作为预应力刚架下端的张拉锚固位

置，避免了预应力筋张拉操作的困难。预应力筋张拉完成后的第二阶段，将上下两块钢板及柱筋

相互焊接，二次浇筑强度等级比刚架高一级的C45混凝土形成刚性连接。

第3章预应力刚架结构施工

由于该工程结构高度高、跨度大、结构重，模板支架及支撑结构的设计、高空模板定位、高

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摘要：

78m跨度预应力混凝土刚架结构设计与施工玉溪体育馆是集练习、比赛、演出、集会等功能为一体的体育建筑。平面呈八边形，对边最大距离72.6m，建筑总高度26.2m，总建筑面积9100m2。体育馆屋盖结构采用跨度为78m的大型预应力混凝土刚架承重，以悬吊8片曲面钢网架组成屋盖体系。钢网架外周边支承在看台框架上，内周边悬吊于预应力混凝土刚架下翼缘上。屋面覆盖压型彩色钢板。预应力混凝土刚架分为2榀，沿体育馆纵向布置，间距8m。两刚架之间用混凝土横梁连接，其间布置天窗，以增加场馆中心的天然采光。柱为等宽变高度斜柱，从刚架横梁上翼缘(即标高+25.00m)向下向外倾斜，逐渐分开至12m。图4-6-1、4-6...

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