重庆网球场18米拱形屋顶全钢结构设计案例

重庆西南大学网球体育场馆采用全钢结构设计，其中拱形屋顶是建筑的主要特色。该工程由某市政工程西北设计研究院设计，工程地点在贵阳市南垭路段，建筑面积1,024.8平方米。拱形屋顶跨度18.3米，采用金属波纹钢屋盖与钢结构支撑体系的结合，充分展示了现代体育建筑在大跨度、美观、功能性方面的综合设计。

工程基本信息

• 项目名称：重庆西南大学网球体育场馆
• 建筑地点：贵阳市南垭路段
• 建筑用途：网球比赛场馆
• 屋顶跨度：18.3米
• 屋顶长度：56米
• 建筑面积：1,024.8平方米
• 屋顶类型：金属波纹钢拱形屋盖
• 主体结构：全钢结构
• 设计单位：某市政工程西北设计研究院

结构体系设计

主体支撑结构

该网球场的全钢结构体系由以下主要部分组成：

• 钢柱：竖向承重构件，将屋顶荷载传递到基础
• H钢圈梁：水平环向梁，连接相邻钢柱，形成稳定的框架结构
• 水槽（天沟）：铺设在H钢圈梁上方，用于屋面雨水收集和排放
• 柱间支撑：由于建筑面积相对较小（1,024.8平方米），需要在钢柱之间增设支撑，增强结构的整体刚度

拱形屋顶支撑方式

• 支撑点：屋顶搭建在水槽（天沟）上方，通过预埋件与下部钢圈梁固定连接
• 拉索体系：为提高结构的抗风、抗地震能力，在屋顶上方多拉了几道钢绞线进行加强
• 设计特点：结构与山东潍坊十甲农贸市场的拱形屋顶设计类似，但为适应较小的跨度和体育场馆的特殊需求，进行了针对性的优化

结构特点与优势

设计亮点

• 大跨度无梁空间：18.3米的拱形屋顶跨度，为网球场提供了开阔无柱的比赛空间
• 美观简洁：拱形屋顶的曲线造型视觉效果优美，展现了现代建筑美学
• 高效采光：可在拱形屋顶上预留采光窗口，为室内提供充足的自然光
• 强度刚度：全钢结构与钢绞线拉索的组合，确保了屋顶的高抗风、抗雪能力

功能性考虑

• 运动场馆需求：无梁大跨度设计完全满足网球场的竞技和观众视线要求
• 防水防雨：金属波纹钢屋盖与天沟系统确保了场馆内部的干燥
• 保温隔热：可根据需要在屋面中间增加保温层，满足不同季节的舒适度要求
• 声学设计：拱形结构可配合吸音材料进行声学优化，改善室内音效

设计图纸

CAD设计图

该设计图清晰展示了网球场的全钢结构体系，包括钢柱、H钢圈梁、拱形屋顶的布置关系，以及柱间支撑和拉索的位置。

竣工实景图集

竣工全景图一

竣工后的网球场呈现出优美的拱形屋顶轮廓，钢结构与拱形屋面有机结合，建筑造型简洁现代。

竣工全景图二

该图展现了网球场从另一视角的拱形屋顶效果，可清晰看到屋面的连续性和完整性。

竣工全景图三

该图展示了网球场室内的开阔空间，无柱设计为网球比赛和观众活动提供了极大的便利。

类似项目参考

山东潍坊十甲农贸市场

该网球场的结构设计参考了山东潍坊十甲农贸市场的拱形屋顶系统，但根据网球场馆的特殊需求进行了优化：

• 共同点：都采用钢柱+H钢圈梁+拱形屋顶的组合结构，通过钢绞线拉索增强刚度
• 区别点：网球场面积较小，需要更多的柱间支撑和拉索；农贸市场跨度可能更大，结构相对简化
• 优化方向：基于不同的建筑用途和场地条件，可灵活调整支撑点数量和拉索方案

常见问题

18.3米跨度对网球场而言是否足够？

18.3米宽度足以容纳一个完整的网球场（标准网球场宽度为8.23米，可容纳两个网球场并排加上观众区域）。该跨度也使得天花高度足够（通常需要13米以上），满足职业网球比赛标准。

拱形屋顶相比平屋顶对网球场有什么优势？

拱形屋顶提供了更优美的视觉效果，同时其拱形结构能自然排水，不容易积水。此外，拱形设计下的气流循环更好，有利于室内通风。对于网球运动而言，开阔无梁的大跨度空间更有利于运动员的视线和活动范围。

为什么需要增加柱间支撑和钢绞线？

网球场的面积相对较小（约1,000平方米），相比大型仓库或厂房，其宽度跨度与长度的比例不同。为了增强抗风、抗地震的能力，特别是在面对群众聚集时的动态荷载，需要增加柱间支撑的数量和拉索的根数，确保结构的安全性和稳定性。

拱形屋顶是否可以安装采光窗？

可以。在拱形屋顶上方预留采光窗口（如天窗或全景采光带），既能为室内提供自然光，改善空间舒适度，又不会显著影响屋顶的整体性和防水性能。采光窗的设计和安装需要在初期结构设计时统筹考虑。

施工与技术要点

钢结构施工

• 钢柱与基础的连接需要严格按照设计图纸进行，确保竖直度
• H钢圈梁的焊接和螺栓连接需要逐个检查，防止应力集中
• 柱间支撑的安装顺序很重要，通常由下至上逐级增加，确保每一步都保持稳定

拱形屋顶安装

• 屋面板材应在地面进行压型和试组装，确保尺寸精确
• 吊装过程中需要实时监测屋顶沉降变形，及时调整吊点
• 钢绞线张拉需要在屋顶全部吊装完成后进行，张拉顺序和力度控制至关重要

防水防腐

• 金属屋面的所有焊缝需进行防锈涂装
• 天沟与屋面的连接处需特别加强防水处理，可使用防水卷材或防水涂料
• 钢绞线的端头需要进行防护，防止锈蚀

小结

重庆西南大学网球体育场馆的18.3米拱形屋顶工程是全钢结构与拱形屋面结合的典范。通过科学的结构设计、合理的支撑体系、有效的拉索加强，该建筑实现了大跨度无梁空间、美观造型和结构安全的完美统一。江苏杰达钢结构工程有限公司在相似的体育建筑和公共建筑项目中积累了丰富的经验，能够根据不同的建筑用途（网球场、篮球馆、展览馆等）和场地条件，提供个性化的全钢拱形屋顶设计方案，并提供专业的施工承包和技术咨询服务。

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