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摘要：对于实际工程，要考虑结构的经济性、安全性、适用性，以及便于施工设计等条件，从结构方案的选型、计算分析和施工图设计，每个环节都进行优化。本文介绍了瑞安市体育中心游泳馆的钢桁架设计分析、结构荷载、节点设计、防腐防火处理。
关键词：游泳馆、钢桁架、结构设计
Abstract: the practical engineering, want to consider the structure of the economy, safety, applicability, and facilitating construction design conditions, from the structure of the selection of the scheme, the computation analysis and construction drawing design, every link is optimized. This paper introduces the ruian sports center swimming pool of steel truss design analysis, structure load node design, anticorrosion, fire prevention.
Keywords: swimming pool, steel truss, structure design
中圖分类号：TB482.2文献标识码：A 文章编号：
前言
随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，夏季外出旅游度假是现代生活的重要组成部分。人们对旅游目的地入住酒店的环境、娱乐、安全、客房和配套设施的功能等方面不仅提出了要求，而且对夏季降温，游泳馆设施也提出了要求。建筑行业、结构设计、施工技术的迅猛发展是实现生活现代化、旅游环境舒适化、安全化提供了可靠的保障。
1 工程概况
瑞安市游泳馆位于瑞安市体育中心内，体育路以南，交通便利。游泳馆总建筑面积15190m2，侧面造型如同婉延流水，独具流线型。建筑作为瑞安市象征性建筑，其室内和建筑造型具有简洁，明快，大方，美观的特点。游泳馆屋面波澜起伏（图1），整体高度控制上为南低北高，并且设计了大小不等诸如水泡的球冠面屋顶天窗，自由的分散在屋顶。应合了水的柔和之美和自由之美。
图1 瑞安游泳馆效果图
游泳馆三层为泳池，设置了一个标准池（25mx50m）和小型练习池(20mx25m)，可以承办正式比赛。屋盖采用钢结构，结构跨度为47m。根据室内检修的要求，必须设置一定高度的检修走道（马道）。结构采用Q235空间钢管桁架，桁架节点没有采用球节点和节点连接板，而是采用最简洁的焊接球节点。
2 设计分析
游泳馆屋盖结构为倒三角形空间桁架。为了美观，桁架上弦两根钢管到支座处与单根下弦钢管交为一点。从钢结构平面布置图（图2）可知，结构纵向有两道桁架既可作为结构的纵向支撑，又可当作马道使用。为保证建筑的采光效果，3轴左边和11轴右边各有一跨较低的屋面，其与主桁架连接见B-B剖面。屋面板采用现场复合的彩色夹色钢板。结构计算模型为空间桁架，结构分析采用同济大学空间结构研究室研制开发的空间结构计算机辅助设计系统（3D3S9.0)进行满应力优化设计。
图2 钢结构平面布置图
2.1 结构荷载
恒载：钢结构、屋面、检修平台和灯具等设备的重量取1.0kN/m2。
活载：屋面活荷载取0.5 kN/m2；马道荷载取1.0 kN/m2。
风荷载：基本风压取0.6 kN/m2。
抗震设防烈度：6度。
荷载组合：在结构内力分析时，必须考虑几种荷载同时作用的可能性。本工程考虑以下4种荷载组合：1.2恒载+1.4活载；1.2恒载+1.4风载；1.2恒载+1.4*0.85活载+1.4*0.85风载；1.2恒载+1.4活载+1.3地震荷载；
2.2 结构分析
采用曲线拱空间钢管桁架，不但造型美观符合建筑要求，而且合理利用桁架受力特点，使得杆件内力较均匀，挠度小，结构跨度大，整体性好，且节省钢材；
计算结果表明，恒载和活载的第一种组合起控制作用；
在满足设计分析的条件下，杆件的外形尺寸关系到室内视觉效果。经建筑师认可后，上、下弦杆件分别选用Φ299x16和Φ351x16无缝钢管，桁架立面腹杆和上弦平面杆件均选用Φ140x9无缝钢管；
3 节点设计
经计算分析确定杆件截面后，节点的构造处理成为关键。根据本工程的特点，钢结构的节点做法有相贯节点形式，钢结构支座与混凝土的连接采用常见的预埋螺栓方案。
在杆件内部，绝大部分节点采用钢管直接焊接的相贯节点，典型的节点形式如图" 所示。它具有构造简单、简洁明快的特点，但相贯线的切割对施工要求较高，施工质量的好坏直接关系到节点强度及
结构安全度是否能达到设计的要求，必须专门进行节点强度验算，以保证结构安全。
图3 典型的直接焊接相贯节点
4 防腐防火处理
在钢结构设计时，除在结构选型、截面组成以及钢材材质方面予以注意外，尚应根据使用环境及其重要程度，采取相应的防腐蚀措施。
游泳馆的环境比较潮湿，空气中含有一定的腐蚀成分，钢结构的防腐要求比一般建筑物高。所以，从钢材及其截面的选用、基层除锈方法的确定、多层涂料的比较和选择等方面，结合钢结构防火的要求，进行了多方面细致的工作，最终确定了具有多重保护手段的做法。
钢材的选用：主要结构选用圆形封闭截面，屋面檩条使用矩形封闭截面，节点采用直接焊接的相贯连接，将钢构件与外界的接触面———腐蚀面减小到最小程度。
除锈方法：设计要求钢构件在出厂前进行喷砂处理，质量达到《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》（GB8923-88）中的Sa2.0等级。
钢构件除锈后，基层防锈采用无机富锌类底漆2遍，厚80μm，环氧云铁中间层40μm。
防火涂料：室内部分采用SF超薄型防火涂料厚1.5 mm（保一级防火2小时）；室外部分采用BS52-12丙烯酸聚氨酯（俗称可复漆），面漆厚80μm。
5 结 语
瑞安市游泳馆的钢结构屋面，在满足功能、室内视觉效果和建筑造型的前提下，结构选用Q235 钢管空间桁架，并从结构外观形式、内部节点构造上，充分体现出大跨度钢结构简洁、明快、大方的特点。室内外露钢结构颜色选用天蓝色，屋面板内板采用白色压型钢板，墙面采用亚白色。进入游泳池，仿佛置身于大海一样。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：游泳馆、钢桁架、结构设计
Abstract: the practical engineering, want to consider the structure of the economy, safety, applicability, and facilitating construction design conditions, from the structure of the selection of the scheme, the computation analysis and construction drawing design, every link is optimized. This paper introduces the ruian sports center swimming pool of steel truss design analysis, structure load node design, anticorrosion, fire prevention.
Keywords: swimming pool, steel truss, structure design
中圖分类号：TB482.2文献标识码：A 文章编号：
前言
随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，夏季外出旅游度假是现代生活的重要组成部分。人们对旅游目的地入住酒店的环境、娱乐、安全、客房和配套设施的功能等方面不仅提出了要求，而且对夏季降温，游泳馆设施也提出了要求。建筑行业、结构设计、施工技术的迅猛发展是实现生活现代化、旅游环境舒适化、安全化提供了可靠的保障。
1 工程概况
瑞安市游泳馆位于瑞安市体育中心内，体育路以南，交通便利。游泳馆总建筑面积15190m2，侧面造型如同婉延流水，独具流线型。建筑作为瑞安市象征性建筑，其室内和建筑造型具有简洁，明快，大方，美观的特点。游泳馆屋面波澜起伏（图1），整体高度控制上为南低北高，并且设计了大小不等诸如水泡的球冠面屋顶天窗，自由的分散在屋顶。应合了水的柔和之美和自由之美。
图1 瑞安游泳馆效果图
游泳馆三层为泳池，设置了一个标准池（25mx50m）和小型练习池(20mx25m)，可以承办正式比赛。屋盖采用钢结构，结构跨度为47m。根据室内检修的要求，必须设置一定高度的检修走道（马道）。结构采用Q235空间钢管桁架，桁架节点没有采用球节点和节点连接板，而是采用最简洁的焊接球节点。
2 设计分析
游泳馆屋盖结构为倒三角形空间桁架。为了美观，桁架上弦两根钢管到支座处与单根下弦钢管交为一点。从钢结构平面布置图（图2）可知，结构纵向有两道桁架既可作为结构的纵向支撑，又可当作马道使用。为保证建筑的采光效果，3轴左边和11轴右边各有一跨较低的屋面，其与主桁架连接见B-B剖面。屋面板采用现场复合的彩色夹色钢板。结构计算模型为空间桁架，结构分析采用同济大学空间结构研究室研制开发的空间结构计算机辅助设计系统（3D3S9.0)进行满应力优化设计。
图2 钢结构平面布置图
2.1 结构荷载
恒载：钢结构、屋面、检修平台和灯具等设备的重量取1.0kN/m2。
活载：屋面活荷载取0.5 kN/m2；马道荷载取1.0 kN/m2。
风荷载：基本风压取0.6 kN/m2。
抗震设防烈度：6度。
荷载组合：在结构内力分析时，必须考虑几种荷载同时作用的可能性。本工程考虑以下4种荷载组合：1.2恒载+1.4活载；1.2恒载+1.4风载；1.2恒载+1.4*0.85活载+1.4*0.85风载；1.2恒载+1.4活载+1.3地震荷载；
2.2 结构分析
采用曲线拱空间钢管桁架，不但造型美观符合建筑要求，而且合理利用桁架受力特点，使得杆件内力较均匀，挠度小，结构跨度大，整体性好，且节省钢材；
计算结果表明，恒载和活载的第一种组合起控制作用；
在满足设计分析的条件下，杆件的外形尺寸关系到室内视觉效果。经建筑师认可后，上、下弦杆件分别选用Φ299x16和Φ351x16无缝钢管，桁架立面腹杆和上弦平面杆件均选用Φ140x9无缝钢管；
3 节点设计
经计算分析确定杆件截面后，节点的构造处理成为关键。根据本工程的特点，钢结构的节点做法有相贯节点形式，钢结构支座与混凝土的连接采用常见的预埋螺栓方案。
在杆件内部，绝大部分节点采用钢管直接焊接的相贯节点，典型的节点形式如图" 所示。它具有构造简单、简洁明快的特点，但相贯线的切割对施工要求较高，施工质量的好坏直接关系到节点强度及
结构安全度是否能达到设计的要求，必须专门进行节点强度验算，以保证结构安全。
图3 典型的直接焊接相贯节点
4 防腐防火处理
在钢结构设计时，除在结构选型、截面组成以及钢材材质方面予以注意外，尚应根据使用环境及其重要程度，采取相应的防腐蚀措施。
游泳馆的环境比较潮湿，空气中含有一定的腐蚀成分，钢结构的防腐要求比一般建筑物高。所以，从钢材及其截面的选用、基层除锈方法的确定、多层涂料的比较和选择等方面，结合钢结构防火的要求，进行了多方面细致的工作，最终确定了具有多重保护手段的做法。
钢材的选用：主要结构选用圆形封闭截面，屋面檩条使用矩形封闭截面，节点采用直接焊接的相贯连接，将钢构件与外界的接触面———腐蚀面减小到最小程度。
除锈方法：设计要求钢构件在出厂前进行喷砂处理，质量达到《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》（GB8923-88）中的Sa2.0等级。
钢构件除锈后，基层防锈采用无机富锌类底漆2遍，厚80μm，环氧云铁中间层40μm。
防火涂料：室内部分采用SF超薄型防火涂料厚1.5 mm（保一级防火2小时）；室外部分采用BS52-12丙烯酸聚氨酯（俗称可复漆），面漆厚80μm。
5 结 语
瑞安市游泳馆的钢结构屋面，在满足功能、室内视觉效果和建筑造型的前提下，结构选用Q235 钢管空间桁架，并从结构外观形式、内部节点构造上，充分体现出大跨度钢结构简洁、明快、大方的特点。室内外露钢结构颜色选用天蓝色，屋面板内板采用白色压型钢板，墙面采用亚白色。进入游泳池，仿佛置身于大海一样。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。