依据空中技巧滑雪场的构成特点，本设计决定采 用钢结构体系，而未采用钢筋混凝土结构体系，主要

图多功能钢结构建筑立体图

构体系的腐蚀很严重，而混凝土耐腐蚀能力比钢结构 差，这样会大大缩短结构的寿命和安全使用年限；② 是钢结构的抗疲劳能力较强，运动员在竞技比赛过程 中会反复对体系产生荷载，从长期的角度看，结构承 受低周反复荷载的作用，若采用混凝土结构，一旦 混凝土受力开裂便无法恢复原状，钢筋与外界接触， 造成结构过早丧失承载能力，综合上述两点最终选取 钢结构支撑体系。该体系与常规的钢结构有所不同， 顶层荷载一般较小，而本结构顶层要附加承受一定厚 度的雪荷载，导致顶层荷载最大，这样结构内力分布

3两榻钢框架静力仿真分析

3.2荷载统计与计算简图

屋顶恒载除结构自重外，尚包括形成滑道所堆积 的雪荷载，经计算作用在顶层的恒荷载为4kN/m，活 载取为2.5kN/m，其他层楼面恒荷载为结构楼板、吊 顶和瓷砖的自重，经计算取为3kN/m，活载仍取为 2.5kN/m2[6]。依据框架楼板所承受的跨度lo，可按公 式（1）和（2）将面荷载简化到框架梁上形成线荷载，如 图3和图4所示。7轴和10轴的跨度1。分别为5.4m 和3m

[4（恒）×1.2+2.5（活）×1.4］×l,=8.3l.kN/m

2013年第8期（总第182期）

图400轴平面框架计算简圈

维）、BEAM3（二维）、BEAM188（定义截面）、BEAM189 （定义截面）等，考虑到本文分析的为平面框架，故采 用BEAM3单元模拟梁和柱，可较好得到框架的内力 分布与变形。采用间接建模法，生成关键点，然后连 线形成几何模型，再进行网格划分，进而形成有限元 模型，在柱底施加全部约束，在框架梁上施加均布荷 载，求解。通过建立单元表，可提取框架的弯矩（M）、 剪力（V)和轴力（N)设计值，其中弯矩示意如图5和 图6所示。经统计2榻框架的最大内力值如表1所 示。按表1中给出的公式对框架梁、柱截面的承载力 和稳定性验算4)，均满足《钢结构设计规范》的要求。

3（恒）×1.2+2.5（活）×1.4)×l.=7.1lkN/

图3①轴平面框架计算简图

ANSYS中能模拟框架的单元较多，如BEAM4（E

通过静力分析可得到2福框架的最大变形为 16.2mm，由《钢结构设计规范》附录A可知，梁的挠度 允许值为L/300，梁的跨度为7.2m，框架梁的变形

王清玲：多功能滑雪场钢结构设计与施工措施

框架最大内力值及裁面应力验算

表 2 ①轴框架层间位移

a轴框架层间弹塑性位移

(b）0轴层间弹塑性位移

图7两棉框架层间弹塑性位毯

5框架梁施加局部预应力筋 （）两种柱的过渡区连接构造

图8三个部位的构造措施

梁柱连接采用常规做法，可参考文献5，这里不 在穴述。为满足抗震要求及加强整体稳定性，钢框架 节点设置s100×6的隅撑，如图8（a）所示，施工工序 在框架连接后但未承受外荷载之前；在④轴和①轴的 柱间设置纵向交叉支撑，用来加强纵向体系承受横向 荷载的作用；由于轴框架处于滑道的最低处，钢梁 受到的疲劳应力幅度最大，为增加梁的抗疲劳能力， 在框架梁下局部施加预应力筋，有助于钢梁的弹性 恢复，由于预应力筋不从节点处穿过，对节点无削弱， 而且便于预应力筋的张拉和锚固，应用方便，见图8 （b）：内置H型钢钢管混凝土柱与钢柱的过渡区连接

2013年第8期（总第182期）

地下管道抗灾试验研究述评

李海青、 王 威， 岳增书

【北京工业大学抗晨减灾研究所，北京100124】

地下管道是城市运行和现代工业的大动脉，被称 为城市生命线工程。城市的规模越大，对生命线系统 的依赖性越强；在各种致灾因素作用下，地下管道系 统的破坏和由此产生的次生灾害，以及对城市的危害 也越严重。 地下管道的受力情况复杂，除承受输送介质时的 内压，还有地面的活荷载、覆土压力、土体位移和地震 波动等作用。这些都会扰动和破坏管道周围土体的 隐定性，改变管道的正常工作状态，使管道受到轴向 拉压、弯曲、扭转、剪切变形和管道内压的耦合作用， 造成管道的泄漏破坏

1地下管道抗灾研究的内容

研究地下管道的防灾措施，需要研究以 下内容 管道及接口的强度和变形能力，确定 灭能力：智

如图8（c）所示，在连接区将预埋件MJ1放置在钢管 混凝土柱中，同时四周与钢管焊接在一起，在其上焊 接钢柱，实现两种柱形式的连接过渡。

本文结合空中技巧滑雪场这一特殊实际工程，给 出结构体系的构建与特色，采用有限元软件ANSYS对 该体系中最不利的①轴和轴平面钢框架开展了静 力分析，获得钢框架的内力和变形，据此进一步开展 了框架在罕遇地震下的时程分析，获得弹塑性层间最 大位移，均满足规范要求。最后给出钢框架增强的施 工构造措施，可为同类多功能滑雪场工程在不同地区 的建设提供借鉴和参考。

道的承载力，确定管道承受的外力；将管道的外力与 抗灾能力比对，确定地下管道在荷载下是否处于安全 状态。 地下管道按研究方法可分为：理论研究、数值模 拟和试验研究。地下管道抗灾能力理论研究和数值 模拟是对实际情况做出假定和简化后进行，为验证计 算方法和模型假定的合理性，准确把握地下管道响应 规律，进行试验研究是必不可少的。地下管道抗灾试 验针对研究对象分为：管道性能试验、管一土相互作 用试验和外部荷载作用试验，其层次关系如图1所示。 地下管道抗灾试验有以下特点：①试验对象不同 于管道行业标准试验。地下管道抗灾试验的对象主 要是超越标准限制的管道、新型管材和特殊要求的管 材，如大直径管、钢骨架PE复合管；②荷载作用类型 不同于土木结构试验：③试验尺度和设备不同于地下