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輪輻式張拉整體鋼索膜結(jié)構(gòu)案例--長(zhǎng)春奧林匹克公園體育場(chǎng)
長(zhǎng)春奧林匹克公園于2012年開(kāi)始建設(shè)，是長(zhǎng)春市“十二五”期間規(guī)劃建設(shè)的重大項(xiàng)目之一，位于長(zhǎng)春新區(qū)核心區(qū)北湖科技開(kāi)發(fā)區(qū)，公園總占地面積52.76萬(wàn)平方米，擁有能容納近4萬(wàn)人的體育場(chǎng)、能容納1萬(wàn)人的體育館、能容納3000人的游泳館、能容納近10萬(wàn)人的全民健身館。
長(zhǎng)春奧林匹克公園體育場(chǎng)采用獨(dú)特的輪輻式全張拉整體鋼索膜結(jié)構(gòu)，總建筑面積為56186平方米，總座位數(shù)32200個(gè)，建筑結(jié)構(gòu)高度為38.5米，罩棚桅桿頂高度為60米。結(jié)構(gòu)平面投影近似圓形，其長(zhǎng)軸方向長(zhǎng)度為254.5米，短軸方向長(zhǎng)度為249.2米。中心內(nèi)環(huán)索為平面橢圓形，通過(guò)脊、谷索與圓形外環(huán)鋼結(jié)構(gòu)桁架相連，立面呈馬鞍造型。脊索與谷索呈放射狀高低設(shè)置，并通過(guò)與高強(qiáng)度PTFE膜材的共同成型作用，形成波浪狀優(yōu)美的造型。
體育場(chǎng)屋蓋由鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、鋼索系統(tǒng)和膜系統(tǒng)3部分組成。其中鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)布置在體育場(chǎng)的外圍，由三角形巨型空間環(huán)桁架、桅桿和斜撐桿組成。鋼索體系為雙層輪輻式拉索結(jié)構(gòu)，主要由環(huán)索、谷索、內(nèi)脊索、脊索、背索（包括上外脊索、下外脊索、側(cè)脊索、內(nèi)拉索、外拉索和連系索）組成。
本工程屋蓋體系除環(huán)桁架、桅桿和斜撐桿外，均為柔性拉索。拉索種類(lèi)有10種，共610根結(jié)構(gòu)索。結(jié)構(gòu)成型時(shí)的拉索張力大，且結(jié)構(gòu)成型前后結(jié)構(gòu)剛度變化大，造成節(jié)點(diǎn)多而復(fù)雜。 所以，拉索的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)是否正確成為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵所在。
此外，由于該結(jié)構(gòu)體系與以往的輪輻式張拉結(jié)構(gòu)不同，取消了上外壓環(huán)。而是通過(guò)背索拉緊桅桿，平衡徑向脊索的部分拉索力。以設(shè)置背索的桅桿構(gòu)造替代上壓環(huán)，使得結(jié)構(gòu)看起來(lái)更加輕巧，但因此增加了索的種類(lèi)和數(shù)量，使節(jié)點(diǎn)更加復(fù)雜，增加了施工難度。因此如何讓12根拉索僅占據(jù)一榀位置便可完美呈現(xiàn)膜結(jié)構(gòu)造型，成為在此次節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的重中之重。鋼索提供商堅(jiān)朗通過(guò)引入鑄鋼節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，確保節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，攻克了這一難題。
