2022年冬奥会期间,国家游泳中心比赛大厅将通过可转换结构与制冰系统的拆装实现“水”、“冰”功能转换,满足北京冬奥会和冬残奥会冰壶和轮椅冰壶赛事需求。冰壶比赛过程中冰面不开裂是转换冰场建设的一项重要指标,这就需要对冰层自身受力性能进行深入研究。本文主要针对冰层在使用荷载作用下的受力模式、应力计算模型和计算方法等方面系统进行分析。根据实际的冰场形式和冰上荷载形式,利用有限元分析软件ABAQUS模拟分析,并对结果进行理论分析,分别采用第一强度理论、塑性应变区法及摩尔库伦强度理论公式三种不同的理论进行分析,确定装配式冰场及传统冰场冰面的主要破坏形式。装配式冰场冰面以受弯破坏为主,传统冰场冰面以受压破坏为主。因为装配式冰场冰面以受弯破坏为主,故提出冰场人工冰面最大弯曲拉应力的理论计算公式。人工冰面可以看成是弹性地基上的薄板,浮托于挤塑板之上,冰面厚度与长度、宽度之比较小,冰场人工冰面的最大弯曲拉应力可以用弹性地基上的薄板理论进行求解。结合国内外文献及规范,提出冰场人工冰面最大弯曲拉应力的理论计算公式,并与有限元分析结果进行对比。改变冰面或者挤塑板的相关参数,验证提出公式的准确性。实际在浇筑冰面的过程中,会在挤塑板上铺设蜂窝冰排架及冰排管,冰排架及冰排管会对冰层的受力产生影响。根据实际建立有限元模型,将冰排架及冰排管的模型内置于冰层之中,分析冰排架和冰排管及冰排管内压力对冰层承载力、刚度及应力场的影响。