本文讨论屋盖为钢网架或桁架，下部为钢筋混凝土框架的体育馆等空旷建筑结构的设计方法，可供结构设计人员参考。此类结构特点是，体型复杂，大跨度，楼面面积较小，大开洞，屋盖一般为网架或桁架大跨度钢屋盖，下部结构为钢筋混凝土框架或框架剪力墙体系。近年来，随着我国建筑行业及经济的迅速发展，像体育馆等空旷建筑越来越多，而针对空旷建筑，规范对其规定的内容不是很多，这就给经验尚未丰富的结构设计人员在初次接触此类结构时，会造成一时的找不到设计思路，不知道该控制哪些参数，不知道该注意什么，不知道需要加强什么，概念设计又包括哪些方面等问题。在本文中，本人结合刚做完的一个实际工程对这类建筑结构设计的方法进行讨论，总结此类建筑的一般设计方法，设计步骤，给结构设计人员在设计此类建筑时以参考，明确设计思路。本文的实例工程是某市职业中专学校体育馆。

1工程概况

本工程所在地的场所抗震设置防烈度为8度(0.20g)，设计地震组为第二级，场所类别为II。该体育馆建筑高度为21.77m，中间为比赛运动场所，周围为观众席和局部办公室，观众席为2层，局部办公室为4层，屋顶为钢网架结构，下部结构为钢筋混凝土框架结构，体育馆剖面显示图1。

2概念设计

此类建筑结构应注重概念设计，从整体角度确定建筑结构的整体布局，保证结构具有良好的抗震性能。这种建筑概念设计的内容包括选择有利于抗震抗风的结构方案和配置，整个结构是增加刚性还是减少刚性，释放温度应力还是硬耐温应力，尽量使部件处于轴向受力状态，充分发挥材料强度，尽量使部件处于拉伸状态，避免稳定性问题本工程结构概念设计主要从

2.1加强网架支架下钢筋混凝土柱

(1)加强柱截面尺寸，截面不得过小，应适当扩大计算所需。本工程采用直径900mm、1000mm的圆形截面柱，计算的轴压比最大为0.40。（2）将此柱的抗震等级提高一级。(3)比计算结果适当放大柱纵筋。(4)柱箍采用全长加密，提高柱的延展性。

2.2对薄弱部分采取强化措施

(1)柱顶环梁应加大截面，具有足够的刚性，保证结构的整体性。对于本工程，顶部环梁截面为400毫米×900毫米。另外，配筋时，环梁的纵筋需要更多的拉筋来承受拉力。(2)对于周围的局部地板，当板的宽度较小时，应加强板的厚度和配筋。本工程四程四层的天桥，其宽度仅为1.7m，因此本设计加强了天桥板的设计，板的厚度为150mm双向拉伸设置。

3设计方法

(1)钢屋采用钢结构设计软件进行建模分析。(2)下部钢筋混凝土结构采用PKPM钢筋混凝土结构的相应模块进行建模分析，将钢屋顶支点的内力输入柱节点的内力，参加计算。另外，分析时，整体指标的控制和配筋计算应分别设置模型进行计算，两个模型在建模分析时的主要注意点如下:①整体指标计算模型:网格屋顶用钢梁输入，柱上端设置铰链，板厚可设置50mm(主要考虑网格屋顶的自重和刚性)，考虑刚性屋顶假设计算整体指标:位移、位移比、周期、周期比②配筋计算模型:网格屋顶按空洞输入，支架反力按节点内力输入柱顶，柱顶设置铰链。另外，由于网架的屋顶具有风浮力和纵向地震的作用，提供的支架的反力是从最大正值到最小负值的范围，x方向和y方向力取最大值/1.2在整个平面的同一方向输入，输入正值后全部输入正值，输入负值后全部输入负值，因此根据以下两种情况模型分别计算a.体育馆Nmax的情况模型:根据网架提供的支架的反力，将RZ作为负荷的最大值(即向下的压力的最大值)该模型用于计算梁的配筋，计算柱在压力状况下的配筋，计算压力状况下的柱底内力b.体育馆Nmin状况模型:根据网架提供的支架反力，以RZ为正最大值(即向上拉力的最大值)，同时取消梁上的墙壁负荷(此时梁上的墙壁负荷是有利的负荷)。该模型用于计算柱在拉力状况下的配筋的拉力状况下的柱底内力2。

4结构布置

结构布置的原则同一般建筑结构一样，基本要求如下：（1）结构布置宜规则，对称，受力明确，传力合理，途径不间断，并应具有良好的整体性，不应采用严重不规则的结构布置。(2)尽量设置多条抗震防线。建筑允许设计剪切墙时，应设计剪切墙，将下部结构设计为框架剪切墙结构体系。

5控制指标

钢筋混凝土结构指标控制:(1)控制结构的质量比、刚性比、层之间的剪切承载力、剪切比、位移角。(2)因此，这种结构是空洞的，开口的结构没有明显的层概念，所以位移比、周期比的计算结果仅供参考，尽量满足规范要求。(3)应控制轴压比、配筋率、配带率、剪切比等各指标满足规范要求。

6考虑温度作用

对于体育场馆等类型的建筑往往为超长结构，温度作用效应不可忽视，应采用措施减少温度应力对结构的影响，可通过设置适宜的后浇带，加大梁板通长筋的配筋率，采用低水化热的普通硅酸盐水泥和级配良好的碎石骨料配制混凝土，低温合拢，加强混凝土养护，采用高效减水剂降低水泥用量，配置适当的构造钢筋等措施都可以有效地减小施工阶段温度应力以及混凝土收缩的影响。

7结尾词

综上所述，体育馆类建筑为空洞，开口结构，体型复杂，应注重概念设计，并在设计过程中不断总结经验，积累经验，使这类结构设计合理、安全、经济、适用。本文根据体育场馆结构的设计经验，介绍体育场馆类结构的设计过程和方法，为此类结构设计提供一些建议和参考。