室外体育场围网系统设计方法与构造要求

　　围网是室外体育场的重要组成部分，但在实际项目管理中发现，有的设计人员对围网的设计不够重视，设计方法简单随意，甚至发生失稳和破坏现象。通过对多个室外体育场的项目管理经验和教训的总结，结合典型范例对体育场围网的设计方法进行论述，并提出一些构造要求。

　　1.前言  

　　随着国民经济的发展，人们对健康生活的追求越来越强烈，体育锻炼与活动成为时尚与高品质生活的重要内容，为满足市民和学生对运动场所的需求，很多城市、学校和社区都在建设或者正在筹建室外体育场。室外体育场多用围网围

　　护。围网的主要作用表现在如下4 个方面：

　　(1)将体育场与场外场地分隔开;

　　(2)分隔体育场内不同项目区域，使不同项目同时进行时不至于相互干扰;

　　(3)便于体育场管理;

　　(4)美化环境。

　　体育场围网是体育场的辅助设施，但也是体育场的重要组成部分，直接关系到体育场的服务水平、场内人员安全和使用年限。由于没有专门的设计规范规定围网的设计方法，加之有的设计人员对围网设计不够重视，围网倾覆也时有发生。笔者根据体育场项目的管理经验，对体育场围网结构的设计方法进行论述，并提出一些围网的构造要求。

　　2.常见围网的样式  

　　下图是体育场常用的围网样式，下面提出的设计方法也基于这种样式的构想。

　　3.围网所受荷载的特点  

　　围网矗立于室外环境中，主要承受的荷载是风荷载;足球、篮球等球类的冲击荷载在强度计算时体现在分项系数中，可以不用单独考虑;围网距离比赛区域有一定的安全距离，正常情况下也不必考虑人的撞击及场外车辆的撞击，但应该留有一定的安全储备。围网在风荷载作用下必须牢固稳定，如发生倾覆或破坏可能会造成围网附近人员的伤亡，所以，设计时必须进行围网立柱的弯拉和抗剪强度验算，根据构造要求保证围网的刚度和稳定性。

　　4.围网强度验算  

　　(1)确定风荷载标准值

　　Wk-风荷载标准值(kN/m2)

　　βgz-高度Z处的阵风系数

　　μst-风荷载换算体型系数

　　μz-风压高度变化系数

　　W0-基本风压(kN/m2)

　　βgz、μst和μz可以从《建筑结构荷载规范》附表中直接查取或根据实际情况计算分析求得。W0w  也可以从《建筑结构荷载规范》附表和基本风压图中查取，当规范中查不到时，可以参照附近类似地区取用，也可以根据当年最大风速观测资料按照基本风压的定义，通过统计分析确定。

　　体育场建在市区内，地面粗糙度为C 类，围网高度为5m 以下，故阵风系数βgz应取2.30，风压高度变化系数μz应取0.74。

　　目前规范没有规定网状结构的换算体型系数计算方法，可以参照类似结构计算并考虑围网的阻风性质确定。

　　例如，围网的孔格为方形，尺寸为5×5cm，网丝直径为4mm。每片网片的框架(轮廓)尺寸为3×2m。则网片的挡风系数为：

　　其中An为网丝的投影面积，A为网片轮廓面积。

　　体型系数Us取为1.2

　　则计算体型系数Usj=φ·us=0.16×1.2=0.192

　　围网为网状结构，当空气流通过围网时，会产生一种“网面效应”，即风阻面积要大于围网丝、围网框架以及立柱的净面积之和。造成网面效应的原因是围网丝、围网框架和立柱都是小圆形断面且相互之间净距较小，空气流体穿过围网孔格时围绕围网丝等小间距的小圆形断面形成复杂的紊流并相互干扰，这种紊流与干扰会对围网面产生附加的“拖拽”作用，就好像围网丝直径增大网孔变小而使风阻面积增大一样。这种拖拽作用对于围网来说不可忽略。根据经验，计算体型系数应适当增大，增大系数f值取为1.8～2.0比较适当，风速大的地区取高值，风速小的地区取低值。则换算体型系数μst=f·μsj=2.0x0.192=0.384

　　基本风压参照天津市区50年一遇取用，W0取0.50kN/m2。

　　将上述系数和基本风压代入式4-1，得 

　　(2)计算风阻面积

　　如上图所示样式，为了达到美观效果，立柱拟采用Q235B 材质Φ76 钢管，高4.0m，围网框架拟采用Q235B 材质Φ48  钢管。取一根立柱及其两侧各两个半片围网进行计算，风阻面积为立柱、网片框架、网丝三者的净投影面积之和。故，

　　(3)计算立柱钢管壁厚和强度

　　按最不利情形即风荷载法向作用于围网考虑。围网为对称结构，相当于风荷载会在立柱的形心点形成一个集中荷载。集中荷载的大小为：

　　集中荷载P在柱脚处产生的弯矩为：

　　Φ76 壁厚为3mm 的钢管的截面模量W 为12.08cm3

　　单向受弯构件的强度计算公式为：

　　弯拉强度满足要求。

　　(4)抗剪强度验算

　　抗剪强度验算依据公式  

　　满足抗剪强度要求。事实上，风荷载在围网立柱上产生的剪应力相对于钢管的抗剪强度是很小的，故设计人员可以不必验算抗剪强度。

　　5.构造及施工要求  

　　(1)为保证围网有足够的刚度，避免产生令人担心的摇晃现象，围网立柱直径应不小于70mm，立柱壁厚不小于3mm。建议尽量采用壁厚4mm  钢管。

　　(2)立柱下独立基础的尺寸不小于300×300×450mm，混凝土强度不小于C30。施工时应支模板现浇或采用预制基础。如不支模板而直接用土模现浇，则基坑开挖必须规则，避免挖“锅底形”基坑，否则在基底易形成滑动面，在风荷载作用下极易倾覆。

　　(3)立柱与预埋铁件可采用螺栓连接或焊接，焊接时必须沿管周满焊，并分段对称焊接，防止变形过大立柱不直立。