1．工程概况
北京体育大学网球重竞技馆位于体育大学校园西侧，建筑面积10624m2，主体建筑两层，一层为击剑、柔道、摔交、拳击、举重等重竞技场地，二层为五块网球比赛场地，在建筑的东侧为三层办公、更衣、淋浴等辅助用房。根据国家体育总局、奥组委奥运项目布局要求，北京体育大学网球重竟技馆将用作2008年奥运会赛前各国参赛队的训练场地，并能满足国家队日常训练并兼顾学校教学使用要求。
工程场地土为III类，基底土为承载力较弱的粉质粘土，地基土承载力特征值不大于120Kpa，抗震设防烈度为8度，基本风压0.45KN/m2，基本雪荷载0.40KN/m2。
2．结构方案设计
2．1该工程基础底持力层采用CFG复合地基，复合地基土承载力特征值220Kpa，基础采用的是柱下独立基础。
2．2主体结构采用钢框架结构。由于重竞技场地要求有较为开阔的空间，一层钢结构柱网为两跨16.0mX19.6m，二层将中间柱列拔除形成16.0mX39.2m柱网的网球场地；由于二层网球场地要求能进行日常冲洗清扫，需沿场地短跨方向找坡并在场地两端设置不小于100mm深的排水沟，排水沟最低处建筑面层不小于150mm，为了减轻自重，设计采用了结构找坡，二层结构梁沿横向5%倾斜找坡，梁顶标高高差200mm。
2．3屋面采用正四角锥网壳结构，由于该工程建筑高度限高，建筑内部空间又有净高要求，网壳厚度只能做到1900mm，厚跨比h/B=1/20.6，网壳矢高5700mm，跨矢比为6.88。由于网壳支座支承在钢柱柱端，在弧形网壳产生的水平推力的作用下，钢柱将产生一定量的水平向位移，相对于网壳结构来说，钢柱是具有一定弹性刚度的弹性支座，一定量的钢柱水平位移同时也释放了部分弧形网壳对钢柱产生的水平推力。网壳腹杆钢管采用Q235钢管，钢球为45号钢。
中跨网架剖面图
2．4楼面结构为钢承板与混凝土混合的组合楼板，组合楼板采用的是不需涂刷防火涂料的自承重式闭口型钢承板。
2．5建筑墙面为横排式铝板或彩钢板，墙板檩条为竖向设置，竖向设置檩条可满足墙板的横向排布要求，同时，墙板檩条竖向设置比横向设置要经济。
3．结构施工图设计
3．1主体结构设计
本工程为无支撑纯框架抗侧移结构，除二层大跨度主钢梁材料为
Q390外，其他梁柱材料均为Q345钢， 结构采用PKPM软件中的STS、SATWE模块进行计算，根据抗震规范的要求，钢结构在多遇地震下的阻尼比取0.035，钢结构弹性层间位移控制值不大于1/300。
3．1．1经计算主钢梁为工350x1550x20x36，一级次梁为工300x900x20x25，二级次梁为工200x300x6x12，主梁应力比不大于0.80,次梁应力比不大于0.85，所有钢梁的计算挠度均小于1/300；钢框架边柱为工400x800x20x25，中柱为双工350x600x12x20，钢柱的应力比不大于0.80。
3．1．2结构抗震计算考虑12个振型并考虑扭转耦联，前五个振动周期、X、Y方向的平动系数及扭转系数如下：
| 振型号 | 周期 | 平动系数 | 扭转系数 |
| 1 | 1.0682 | 0.99(0.99+0.00) | 0.010 |
| 2 | 0.9996 | 0.63(0.01+0.62) | 0.037 |
| 3 | 0.8998 | 0.43(0.00+0.43) | 0.570 |
| 4 | 0.4413 | 1.00(1.00+0.00) | 0.000 |
| 5 | 0.3756 | 0.95(0.00+0.95) | 0.050 |
通过分析以上数据可以看出，结构布置合理，抗抗扭刚度适中。
3．1．3结构计算X方向最大剪重比为13.51%，Y方向最大剪重比为13.60%，根据抗震规范要求，楼层剪重比取值3.2%。
3．1．4结构计算X方向地震力作用下的楼层最大位移角为1/402，Y方向地震力作用下的楼层最大位移角为1/375，均小于抗震规范小于1/300要求。
3．1．5本工程所有主梁与柱均采用刚接，次梁与主梁采用铰接连接，次梁是简支梁，与混凝土板形成上压下拉的理想组合楼板截面，次梁按钢-混凝土组合梁进行设计更加的经济合理。本工程按组合梁设计次梁截面为工200x300x6x12，如按普通钢梁设计次梁截面为工200x400x8x12。
3．1．6由于建筑屋面弧形的侧边采用网壳结构较难实现，本工程采用弧形梁解决了这一难题，做法如右图。
3．2网壳结构设计
本工程屋面采用的是双层圆柱面网壳结构，网壳网格为2650mmx2550mm，呈正四角锥形。网壳结构分析采用的是空间网架结构分析设计程序 SFCAD2002，不含网壳自重的静荷载为0.35KN/m2，下弦静荷载为0.20KN/m2，屋面活荷载0.50KN/m2，雪荷载0.40KN/m2，风荷载0.45KN/m2，抗震设防烈度为8度，考虑水平和竖向地震作用，网壳结构的最大位移设计值不大于短跨的1/400。
网架平面布置图
3．2．1本工程网壳结构的设计计算主要从三个方面进行：1、对网壳结构在正常使用阶段水平、竖向荷载作用下的内力和位移进行计算，分析网壳结构的强度和刚度，确定网壳结构杆件和节点截面尺度，网壳结构的内力和位移可采用空间杆系有限元法按弹性阶段进行计算。2、对网壳结构进行稳定性计算，分析网壳结构在温度变化、荷载变化、支座位移及施工荷载情况下的临界荷载，确定网壳结构的容许承载力。3、对网壳结构进行水平和竖向抗震结构分析计算。 3．2．2本工程网壳结构的支座为弹性支座，支座处钢柱的弹性刚度为5KN/mm，经计算网壳最大水平推力为210KN，最大竖向压力为323 KN，网壳最大水平位移为21mm，网壳杆件最大应力为177N/mm2，网壳顶点最大位移为26mm。网壳结构每平方米用钢量33kg。
3．2．3网壳支座设计
网壳结构产生的水平推力作用在钢柱柱端，本工程通过摩擦型高强螺栓张紧摩擦面所产生的摩擦力来传递网壳支座与钢柱之间的作用力。由于在日照温度的作用下，网壳结构杆件会产生温度附加应力，可能加大网壳对柱顶的水平推力，在设计中考虑当附加应力过大时网壳支座可在钢柱顶沿水平方向上做适当滑移，释放网壳对柱顶产生的过大水平推力。支座做法如右图所示：网壳支座与下部柱顶的连接采用了2x2M32摩擦型高强螺栓；板1为网壳支座底板，板厚20mm，对应于螺栓位置预留椭圆形螺栓孔，螺栓空尺寸35mmx60mm，板底面处理成摩擦面；板2为支座过渡板，板厚30mm，对应于螺栓位置预留螺栓孔，板周边与钢柱顶板围焊连接，板顶面处理成摩擦面。
3．3组合楼板设计
本工程楼面结构采用的是闭口型压型钢板-混凝土组合楼板。闭口型压型钢板的翼板相连，与钢梁的上翼板全面积接触，腹板贴合成三角形，在混凝土组合楼板中约有50%的面积被混凝土所包裹。与普通的压型钢板相比闭口型压型钢板具有诸多的优良性能：
1．由于闭口型压型钢板特有的截面使之具有良好的力学性能。闭口型压型钢板翼板紧贴钢梁，其截面形心较低，组合楼板中的混凝土压力与钢板的拉力形成的平衡力臂就较大，从而具有良好的力学性能；闭口型压型钢板凸肋状腹板及倒三角尾端使压型钢板具有良好的刚度以及与混凝土良好的协同工作性能。
2．由于混凝土对倒三角形钢板良好的包裹保护，闭口型压型钢板具有良好的耐火性能。试验表明这种钢板不涂刷防火涂料就可达到耐火1.5h的耐火要求。
3．闭口型压型钢板板底平整美观，并有配套卡槽式悬吊系统方便吊顶及吊挂管线。
本工程选用的闭口型压型钢板为BD-65型，板厚0.75mm，最小屈服强度345Mpa，双面热浸镀5%铝锌275g/m2，闭口型压型钢板截面参数为：压型钢板自重12.40kg/m2，截面惯性矩95.29cm4/m，楼板仅设计支座负弯矩钢筋和板板面分布筋，混凝土强度等级C30。计算压型钢板最大拉应力183 N/m2，组合板挠度1.72mm，混凝土裂缝宽度0.12mm。
本工程结构设计过程中受到许传银、何学中、徐熙研究员级高工、王其伟高工的指导，在此深表感谢。
[参考文献]
[1]GB50017-2003，钢结构设计规范
[2]JGJ61-2003，网壳结构技术规程
[3]GB50011-2001，建筑抗震设计规范