肖禹

摘要：某场馆为地上2层、地下1层的坡屋面框架结构，建筑功能要求顶层大空间，使得屋盖设计成为本工程的首要难题。经结构选型分析，根据建筑坡屋面造型采用双向正交桁架结构体系，不仅与建筑形态吻合，而且结构受力合理。通过对屋盖钢结构的有限元分析表明，结构具有良好的安全性和经济性。

关键词：大跨度；四坡屋面；钢管桁架；正交桁架

1 工程概况

某健身娱乐场馆为地上两层、地下一层的框架结构，建筑面积2142.5 m2。2层是羽毛球场，平面尺寸为24m×26.3m，建筑要求大空间，因此抽去了中部的所有框架柱，形成顶部大跨度框架结构。屋顶采用坡度为1：2的四坡屋面形式，屋顶标高为▽17.250m。2层建筑平面图及屋顶平面图如图1和图2 所示。

本工程属于丙类建筑，结构安全等级为二级，抗震设防烈度为7度（0.15g），地震分组为第一组，场地土类别为Ⅱ类。基本风压为0.40kN/ m2，地面粗糙度类别为B类。

2 屋盖结构选型

该场馆采用小青瓦四坡屋面，由于建筑功能要求，中部所有框架柱不能伸至屋顶，形成跨度为24m×26.3m的空间。经初步分析，拟采用钢结构构造出建筑设计要求的屋面形态，上铺压型钢板，并浇筑120厚混凝土屋面板。由于屋盖跨度及荷载较大，既要满足建筑外形需要，又要保证结构安全合理，其结构方案的选择尤为重要。设计时考虑了三种方案：

方案一：网架结构，划分为4个倾斜放置和1个平放的平板部分，为方便坡屋面相交处的单元构造，网架采用三角锥为基本单元，厚度为2m，支座设在网架下弦节点，通过不动铰坐落在周围混凝土框架梁柱顶。……