隐框式聚碳酸酯板在深圳大运会场馆中的应用*
任国亮，邱泉²，徐宁2
（1.江苏省常州工程联业技术学院，江苏管州213164；2.广东省深圳蓝波绿建集团股份有限公司，广东深圳518067）
[摘要]介绍了聚碳酸酯板在深圳大运会体育场和体育馆屋面工程中的应用，分别从构造设计、热膨胀分析和有限时的新方案，为聚碳酸酯板的大规模工程应用提出了新的解决方法. 元力学分析计算等多个角度对聚碳酸酯板的连接进行了深人探讨，提出了关于隐框式聚碳酸醋板在隐框连接方式
[关键词]隐框式；聚碳酸酯板；体育场；体育馆；应用
[中图分类号]TU758.11 [文献标识码]A [文章编号]1002-8498(2014)22-0065-03
Application ofPCSheetswithHiddenFrameinShenzhen Universiade Sports Stadium
Ren Guoliang' Qiu Quan² Xu Ning*2. Chino Sustaineble Construction Group Co. Iad. Shenzhen Gaongdong 518067 Ghina ) ( 1. Changzhou Institate of Engineering Technology Changzhou Jicngsu 213164 China ;
Abstraet ; Polycarbonate ( PC) sheets are introduced for its application in Shenzhen Universiade stadiumlike details design thermal expansion and mechanical FEM putation. Thus the solution to joints and gymnasium roof facade. Furthermore a multiple analysis is made on PC joints from various anglespattern of PC sheets with hiden frame is proposed which enlightens on the concerning technicalapplication as a new method.
Key words hidden frame ; PC sheets; stadiums: gymnasiums: application
1工程概况
2011年深圳大运会即第26届世界大学生夏季运行会，其主体育场工程（含主体育场、热身赛场）总建筑面积140603.34m²（其中主体育场建筑面积135869.20m²，热身赛场建筑面积4734.14m²），主 体育场地下1层至地上5层为钢筋混凝土框架结构，建成后将拥有6万个观众席位.主体育场为单层折面空间网格结构，平面形状为椭圆形，最大平面尺寸为285m×270m.
图1某体育场馆鸟瞰效果
Fig. 1 Effeet of the stadium and gymnasium
亦称阳光板，耐力板.它是以聚碳酸酯为原料，采 聚碳酸酯板又称PC板（polycarbonate sheet），取挤压成型制造的工程塑料板材.聚碳酸酯板和玻璃有相似的透光性能，保温性能优于玻璃，冲击强度是普通玻璃的250倍，且具有良好的尺寸稳定 性和成型加工性能.近年来，我国大量采光顶、雨篷、车篷、厂房、农业温室和高速公路声屏障等广泛采用聚碳酸酯板.
积约5万m²，厚度有8，10，12mm3种.体育场立面 体育场屋面为浅绿色聚碳酸酯板（PC板），面为玻璃幕墙，面积约3.4万m²，采用（81.52PVB8）mm浅绿色双钢化夹胶玻璃.样板房围护材料屋面为聚碳酸酯板，立面为玻璃.体育场馆鸟瞰效果如图1所示.
2聚碳酸酯板简介
[作者筒介】任国亮，讲师，工程师，E-mal; 江苏省“十二五”高等学校重点专业建设项目建筑工程专业群阶 段性建设成果（苏教高[2012]16号）[收稿日期]2014-01-10
3本工程中聚碳酸酯板连接的设计研究
3.1聚碳酸酯板与型材的连接处理
由于聚碳酸酯板与型材线膨胀系数的差异，在设计中为避免热胀冷缩产生的应力集中，将与副框连接的板块设计成可以滑移的状态.聚碳酸酯板与向外扩张和遇冷收缩的状态. 副框连接时，开设大的圆孔.聚碳酸酯板块在遇热
伸缩率计算：△L=a×xL
选取屋面聚碳酸酯板的最大单元板块（见图2），0（=）为此聚碳酸酯板的质心点，图中0A=1868mm，0B=1304mm，OC=1332mm；热膨胀系 数α=6.5×10/℃：当温度变化为50℃时，聚碳酸酯板的伸长率△L=α××L=6.071mm.
Fig. 2 Dimension of the maximum PC sheet 图2最大聚碳酸酯板块尺寸
3.2聚碳酸酯板的热膨胀分析
根据△L=αxAxL，可以计算出在最大年温差情况下PC板与铝型材的伸缩量，为设计提供理论计算依据.
图3隐框式聚碳酸酯板节点构造
Fig. 3 Joints structure of the PC sheet
图4聚碳酸醋板在不同螺栓间距情况下的变形
Fig. 4 The deformation of PC sheet under different bolts distance
α=6.5×10-/C；②铝型材 两种材料的线膨胀系数分别为：①聚碳酸酯板a=2.35
x 10 -5/℃.
另据当地的气象资料，最大年温差为50℃，所以可计算出2种材料的膨胀量.①聚碳酸酯板伸长量 L = α ×× L = 6.5 × 10²× 50 × 1 868 =6.071mm；2铝合金型材的伸长量（AB为最长边，L = 2 802mm) . = α × × L/2 = 2. 35 × 10 × 50× 2 802/2 = 1. 646mm 6 = L - L. = 6. 071 1.646=4.425mm：则在设计铝合金型材的连接时需考虑到此伸缩量.
综上所述，在设计PC板的连接节点板时需注意以下事项.
1)PC板与铝合金型材之间不能采用刚性连接.由于PC板与铝合金型材的线膨胀系数相差PC 板撕裂. 大，使用刚性连接，变形不协调，容易将铝型材或者
2）采用螺栓连接时，PC板需开足够大小的孔，以适应影胀的差量.
由以上的计算可知：8=4.425mm，在这里取65.0x2=16mm，故PC板上应该开16孔才能 5mm，采用M6螺栓，所以PC板上的孔径应该为8=满足热变形协调的问题.
3）根据上面的设计，外露的螺栓头最小需要选用的直径为30mmm.
4)不锈钢螺栓头与PC板间防水处理.由于不造处理来实现可靠实用的连接方式.
PVC垫圈），采用EPDM（三元乙丙橡胶）胶垫，用来确定螺栓直径、间距大小等，可以采用有限元软件， 能利用刚性连接，以及PC板自身性能（不能采用防水和分散压紧力.隐框式聚碳酸酯板各类状态进一步建模分析对比研究.下的新节点构造对比如图3所示.
2）采用螺栓连接时，必须通过合理计算分析来
3）隐框式聚碳酸酯板连接用的结构密封胶也是硅酮结构密封胶，应采用专用于设计聚碳酸酯板胀冷缩问题. 的硅酮结构密封胶，用来解决聚碳酸酯板引起的热
3.3聚碳酸酯板的有限元受力分析（见图4）
了确定螺栓之间的问题，使用了通用有限元结构计 为更深人解决螺栓的固定问题，其体来说，为算分析软件ANSYS对聚碳酸酯板块的强度和变形进行分析，给出了在最不利荷载作用下的变形云图.
参考文献：
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聚碳酸酯板的材料性能参数如下：①弹性模量：E 作用于聚碳酸酯板的风荷载为w=3.86kPa，=2400MPa；②抗拉强度：60MPa；③弹性应变：6%.
选取r=12mm最大板块1588mmx2835mmx3095mm（三角形各边长）进行分析，分别采用3种 不同的螺钉布置：①螺栓间距为250mm（A状态）；②螺栓间距为400mm（B状态）：③螺栓间距为500mm（C状态）.
聚碳酸酯板在螺栓间距不同的情况的变形可在图4中见到.A种情况的变形最小，中心处最大 变形为17.013mm；B其次，中心处最大变形为18.997mm;C最大，中心处最大变形为20.264mm.由此可见，在其他参数保持不变的情况下，螺栓的间距对整个板块的受力变形起决定性因素.考虑 到聚碳酸酯板在负风压的作用下，螺栓间容易产生起鼓现象，造成雨水的渗漏，设计中选用螺栓间距为250mm的安装方式.
《海外燥热地区项目价值工程和关键施工技术》
（玉力尚育绪文编著）
本书主要介绍在中东燥热地区项目施工新技术，总结了大量建筑结构、基础、装饰工程的成 功案例，介绍了在该地区如何利用传统的施工技术顺利实施工程， 为中国建筑企业走出去提供帮助，提高我国对外承包工程随工技术和管理水平，书中主要内容包括 价值工程箱、混凝土箱、支撑工程篇、地基基础箱、围护结构篇
3.4隐框式聚碳酸酯板的专用连接用结构密封胶
的连接问题，在连接中采用的是硅酮结构密封胶， 在本工程中，为了彻底解决隐框式聚碳酸酯板它是专为PC板、铝板幕墙和PC板采光顶及金属结构工程的结构黏结密封面设计的，此胶弹性模量较低，具有优异的结构黏结性能和耐气候老化性能，经过人工加速气候老化测试，密封胶的各项理化性 能无明显变化.采用挤胶枪，将胶从密封胶简中挤到需要黏结密封的部位，密封胶在室温下吸收空气中的水分，固化成弹性体，形成有效密封.
和钢结构篇，各简通过项目实例，根据工程特点和难点，采用先进的工艺方法，创新思路，克服频热地区施工中 的困难，项目都获得了成功.
本书作者长期从事海外燥热地区施工，具有丰富的实践经验和相当的理论归纳.本书可供建筑行业技术和 管理人员参考，也可作为高等院校相关专业的教学参考资料.定价：75.00元.
4结语
聚碳酸酯板是目前应用广泛的新型工程塑料，在深圳大运会体育场和体育馆屋面工程中，从隐框式聚碳酸酯板连接设计和随后工程应用中得出如下结论.
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虑线膨胀系数引起的变形差异，通过理论计算和构 1)聚碳酸酯板与屋面型材之间的连接必须考
