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某膜结构看台加固措施的选用

  某体育场膜结构看台工程,南北向①轴至⑩轴长116m,东西向④轴至①轴宽142m,钢膜结构较大出挑长度1.85m。在使用中发现,每当有强风时,看台膜结构上下振幅和主立柱变形很大,柱脚螺栓松动,已影响安全使用。经鉴定,现场主要存在问题如下:多数节点焊接出现锈蚀,部分杄件岀现锈斑;部分横杄和斜支撑柱断落,局部杆件连接焊缝开裂;主立柱的固定螺拴松动,主立柱倾斜;主立柱根部墙体开裂。初步原因分析是该膜结构出挑较大,位于空旷区,遇强风时结构本身变形较大;⑧轴及⑩轴桁架处没有钢管主立柱,当强风产生负压时,会出现较大扭曲变形,对相邻柱产生推力;因个别斜支撑柱(⑩轴)断落,使原主立柱成为单悬臂杄件,主立柱下螺栓超出螺栓允许承载力;部分焊接点由于长期大风出现裂纹,漏水锈蚀出现断裂。

  加固措施的选用:

  本膜结构看台工程属体育运动场所,结构安全越为重要。依据钢膜结构特点和看台使用现状,考虑原有建筑的美观和结构安全并兼顾加固施工可行性,通过多方方案比较,终采用前拉后撑的加固方案。具体做法为采用改变传力途径加固法进行加固设计,即在看台西侧雨篷梁上增加一排H型钢立柱,起平衡杆作用,该立柱上端与钢桁架尾端相连,立柱下端与雨篷梁相连,利用原雨篷梁下钢筋混凝土柱支撑钢立柱并将荷载传到基础上。

  在膜结构受迎面风荷载作用下,东侧钢膜析架受向上作用力,所增加钢立柱可起顶杆作用;在膜结构受背面风荷载作用下,东侧钢膜析架受向下作用力,所增加钢立柱可起拉杆作用,抵御原立柱的弯曲变形。

  中间主席台处的钢膜结构因开间较大,原支撑析架受力复杂,焊缝多处断裂,故采用增加支点加固法进行设计,即在原钢膜析架无柱处增设钢柱,以减少原钢膜析架受荷面积,同时亦改变了原来单福析架的受扭状况。新增钢柱均支承在原钢筋混凝土梁上,对该混凝土梁采用增加截面法进行加固,以确保力的安全传递。对增加荷载的柱基础也采用加大截面法进行加固,确保传力准确可靠。同时为增加安全储备,在膜结构看台东侧增加4根拉索和南北通长系杆,该拉索既可增加膜结构的整体性,又可大大减少钢膜结构的侧向变形。

  下期我们再来说说加固措施的设计过程,敬请期待。