日前，以建設(shè)“中國第一籃球城”為目標(biāo)的中國最貴籃球館——東莞籃球中心內(nèi)部基本裝修布置完畢，據(jù)悉將在3月的CBA總決賽中投用，耗資6.38億元。相信不久后的將來，地球人都會知道，北京有座“鳥巢”，與它相隔數(shù)千公里的東莞土地上，有一座“馬鞍”，南北遙相呼應(yīng)。

東莞籃球中心由德國GMP國際建筑設(shè)計公司和中國建筑科學(xué)研究院聯(lián)合設(shè)計，并聘請了有豐富經(jīng)驗的北京華體聯(lián)合國際體育顧問有限公司進(jìn)行專業(yè)指導(dǎo)，建成后將成為國內(nèi)排名前十、省內(nèi)規(guī)模較大的籃球館，可滿足國際國內(nèi)頂級籃球比賽和NBA比賽要求。作為NBA場館，觀賞性、商業(yè)性是非常關(guān)鍵的。因此，東莞籃球中心的設(shè)計非常注重滿足球迷需要。視覺要求也比較特殊，即便是觀眾坐在最后一排、最高的位置，也能達(dá)到其他座次類似的視覺效果。

東莞籃球中心建成之前，中國最“高端大氣上檔次”的球館莫過于北京的萬事達(dá)中心（原五棵松籃球館）。此次，東莞籃球中心的建成，使得在南方也有了一座可以與之匹敵的籃球館。更有廣東球迷稱，“每次去萬事達(dá)中心看球，都是羨慕嫉妒恨，如今南方終于也有一座高大上的球館了。”

2005年開始籌建的五棵松籃球館當(dāng)時投資約4.2億，上海的梅賽德斯中心雖有11億的投資，但它經(jīng)營的承辦項目并非籃球，更不承擔(dān)CBA賽事。這樣一來，東莞籃球中心便成了“中國最貴籃球館”。

1   工程概況

東莞籃球中心主體育館位于廣東省東莞市寮步鎮(zhèn)，為全國第一個NBA標(biāo)準(zhǔn)比賽場館，建成后將成為區(qū)域地標(biāo)性建筑，新場館將以籃球活動為主，兼顧網(wǎng)球、羽毛球、體操、武術(shù)、舉重等賽事以及演唱會場之用。該項目地上建筑面積5.7萬m²，地下0.55萬m²，建筑總高度37m，可容納1.5萬名觀眾，據(jù)悉，若需求量大，場地還可提供4000個臨時座椅，也就是說，新場館最大容納量可達(dá)19000名觀眾，屬于特大型綜合類體育館。

東莞籃球中心主體育館外形為倒錐臺幾何體，頂面為馬鞍面，投影為直徑約160m的圓形；倒錐臺側(cè)面為帶有三角形網(wǎng)眼的三向網(wǎng)格曲面幕墻。其輕盈的鞍形金屬屋蓋及晶瑩通透的倒圓臺的體型和宏偉的體量顯示了它作為地標(biāo)建筑的獨特性。

屋蓋平面圖

2   大跨度屋蓋鋼結(jié)構(gòu)體系

屋蓋結(jié)構(gòu)平面直徑為158.55m，外環(huán)呈馬鞍形。外環(huán)中心高度為16.469~26.789m，內(nèi)環(huán)最大高度27.22m。外環(huán)支承采用28根落地V形柱，柱截面為直徑610mm的鋼管，主要用來承擔(dān)幕墻結(jié)構(gòu)和一小部分屋蓋結(jié)構(gòu)的豎向荷載。V形柱與外環(huán)共同構(gòu)成剛性三角形結(jié)構(gòu)，可以提供水平方向的剛度。為有效減小主桁架的跨度和其截面尺寸，從而減輕結(jié)構(gòu)自重，在屋蓋結(jié)構(gòu)直徑119.76～128.22m近似橢圓上，還布置有28根搖擺柱，落在混凝土頂層梁上。

屋蓋結(jié)構(gòu)形式為一種新型結(jié)構(gòu)體系，可以看成是桁架、梁和內(nèi)環(huán)結(jié)構(gòu)的組合形式。屋蓋由3部分組成：內(nèi)外兩排柱之間的徑向單跨梁（跨度15.165～19.39m）、跨度為44.88～49.11m的平面桁架、直徑30m（高度10m）的內(nèi)環(huán)及其支撐。屋蓋的實際跨度為平面桁架和內(nèi)環(huán)跨度之和，即119.76～128.22m。為保持屋蓋結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，徑向構(gòu)件（結(jié)構(gòu)）之間用剛性檁條連接，檁條間設(shè)水平交叉支撐。為保持內(nèi)環(huán)結(jié)構(gòu)的水平剛度，在內(nèi)環(huán)下弦平面設(shè)置交叉拉索，內(nèi)環(huán)上方位置設(shè)有輪輻式獨立內(nèi)環(huán)屋蓋結(jié)構(gòu)。徑向桁架采用單向斜拉桿的三角桁架，截面最高10m。

屋蓋外環(huán)最低點處剖面圖

屋蓋外環(huán)最高點處剖面圖

（1）主要結(jié)構(gòu)材料

主要梁柱采用強度等級為Q345-B和Q345-C，Q390-B 的鋼材；銷軸用鋼采用34CrNiMo6V；所有螺栓采用8.8 或 10.9級高強螺栓；鋼拉桿采用強度等級為Q460的鋼材。

（2）構(gòu)件截面

上弦構(gòu)件截面為腹板上伸的箱形截面500（H）×600（B）×10~50，便于屋面天溝的安裝；下弦構(gòu)件截面為箱形截面300（H）×500（B）×12~30；豎腹桿截面為Ø273×7.1；斜腹桿為單向布置的Ø65的鋼棒；外環(huán)梁鋼管截面為Ø1016×30；外圍V形支撐柱截面為Ø610×25；幕墻環(huán)梁截面為Ø711×45。

（3）結(jié)構(gòu)用鋼量

純屋蓋的重量為2748t，折合137.4kg/m²；外圍V形柱子及支座節(jié)點用鋼量770.6t，折合38.53 kg/m²；二者相加后得到整個屋蓋的用鋼量為173.2kg/m²。此用鋼量已包含屋面檁條的用鋼量。在整個屋蓋鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點中，絕大部分采用了鋼板焊接節(jié)點，只在內(nèi)環(huán)下弦節(jié)點處采用了15t的鍛鋼節(jié)點，沒有采用造價較高的鑄鋼節(jié)點，因此也節(jié)約了鋼結(jié)構(gòu)整體造價。和類似跨度的鋼結(jié)構(gòu)項目相比，用鋼量中偏下、制作和安裝難度小、造價偏低。

3   環(huán)狀三向網(wǎng)格曲面索網(wǎng)幕墻體系

體育館倒錐臺側(cè)面均為環(huán)狀三向網(wǎng)格曲面單層索網(wǎng)幕墻，幕墻下端固定在直徑128m的地面環(huán)形混凝土梁上，上端連接在直徑155.2m屋蓋外環(huán)梁上，幕墻高度為16.75~26.65m，幕墻面積約1萬m²。從目前掌握的資料看，該幕墻為世界上周長和單體面積最大的三向網(wǎng)格曲面索網(wǎng)幕墻。索網(wǎng)幕墻結(jié)構(gòu)由橫向和斜向不銹鋼鋼索組成，斜向鋼索采用雙束鋼絞線，鋼絞線直徑16mm。采用雙束鋼絞線的好處在于鋼索夾具中間設(shè)有螺栓，夾具可以旋轉(zhuǎn)以防止鋼索絞纏在一起。橫向鋼索采用單束鋼絞線，鋼絞線直徑30mm。

三向索網(wǎng)在節(jié)點處處理如下：通過特殊設(shè)計的夾具，保證在節(jié)點處斜向索不與節(jié)點發(fā)生相對位移，而允許橫向索與節(jié)點發(fā)生相對位移，位移方向沿橫向索軸力方向。在施工過程中，按照事先設(shè)計好的預(yù)應(yīng)力值張拉橫向索，橫索張緊后自然張緊斜向索，形成整片索網(wǎng)的預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)體系。

索網(wǎng)幕墻結(jié)構(gòu)單元示意

4   結(jié)構(gòu)計算分析

本工程包含鋼筋混凝土看臺框架結(jié)構(gòu)體系、大跨度屋蓋鋼結(jié)構(gòu)體系以及環(huán)向曲面索網(wǎng)幕墻結(jié)構(gòu)體系，各部分本身就是一個復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)體系，組合起來更是一個復(fù)雜的結(jié)構(gòu)體系綜合體。因此，首先必須分析清楚各個子體系的工作特性，同時，還必須詳細(xì)了解各個子體系之間的相互作用，如大跨度屋蓋鋼結(jié)構(gòu)的變形、整體穩(wěn)定及抗震性能均對索網(wǎng)結(jié)構(gòu)有影響，索網(wǎng)的預(yù)應(yīng)力、荷載及變形對屋蓋鋼結(jié)構(gòu)也會有影響，以及二者結(jié)合為一個整體后的工作特性等。為此，分別建立了屋蓋鋼結(jié)構(gòu)計算模型、索網(wǎng)幕墻的簡化計算模型以及包含索網(wǎng)幕墻和屋蓋鋼結(jié)構(gòu)的完整模型進(jìn)行計算分析。根據(jù)計算模型的不同，分析時選用了不同的計算程序。

純鋼結(jié)構(gòu)模型軸測圖

索網(wǎng)幕墻完整模型軸測圖

 

斜向鋼索預(yù)應(yīng)力/kN

屋蓋鋼結(jié)構(gòu)的豎向位移/mm

 

更多詳情請關(guān)注建筑結(jié)構(gòu)2013年16期《東莞籃球中心主體育館三向網(wǎng)格曲面索網(wǎng)幕墻體系設(shè)計》，作者：詹永勤，方渭秦，劉健，康侃，李百春，邱倉虎，單位：中國建筑科學(xué)研究院。