99米跨網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)設(shè)計匯報

1、2022/7/221 金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)設(shè)計匯報 2022/7/222（一）工程概況 本工程位于內(nèi)蒙古鄂爾多斯市康巴什新區(qū)，投資方為內(nèi)蒙古大正傳媒投資集團有限責任公司，是集休閑、娛樂、會議、演出為一體的大型公共建筑。地下三層，地上一層，地上部分中間為跨度99米的大空間供表演、會議使用。設(shè)計使用年限50年。 由于本工程的重要性，設(shè)計時安全等級按一級考慮，抗震設(shè)防烈度提高一度按8度設(shè)防。（二）設(shè)計依據(jù)和標準 建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標準GB500682001建筑工程抗震設(shè)防分類標準GB502232008建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB500092001（2006年版）建筑抗震設(shè)計規(guī)范GB500112001（2008年版

2、）鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB500172003型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程 JGJ138-2001 高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程 JGJ99-98 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工規(guī)程JGJ791網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程JGJ6120032022/7/223（三）荷載取值上弦屋面恒載：1.5KN/M2 上弦屋面活載：0.7KN/M2下弦吊掛恒載：1.5KN/M2 下弦吊掛活載：按荷載圖2.05.0KN/M2基本風壓：（重現(xiàn)期100年） 0.60 KN/M2 （風荷載體形系數(shù)按規(guī)范和數(shù)值風洞結(jié)果確定）基本雪壓：（重現(xiàn)期100年） 0.40KN/M2設(shè)計溫差：3002022/7/224（四）荷載組合1.2恒載+1.4均布活載1.2

3、恒載+1.4半跨上下弦活載1.35恒載+1.4X0.7均布活載1.35恒載+1.4X0.7半跨上下弦活載1.2恒載+1.4均布活載+1.4X0.6風荷載1.2恒載+1.4X0.7均布活載+1.4風荷載1.35恒載+1.4X0.7均布活載+1.4X0.6風荷載2022/7/2251.2恒載+1.4半跨上下弦活載+1.4X0.6風荷載1.2恒載+1.4X0.7半跨上下弦活載+1.4風荷載1.35恒載+1.4X0.7半跨上下弦活載+1.4X0.6風載1.0恒載+1.4風載（此時恒載按0.5KN考慮）1.2恒載+1.4風載（此時恒載按1.5KN考慮）1.2恒載+0.6活載+1.3X向地震（此時吊掛計入

4、恒載）1.2恒載+0.6活載+1.3Y向地震（此時吊掛計入恒載）1.2恒載+0.6活載+1.3Z向地震（此時吊掛計入恒載）1.2恒載+1.4活載+1.4溫度（+）1.2恒載+1.4活載+1.4溫度（-）2022/7/226（五）計算軟件與設(shè)計參數(shù)主要計算軟件1.空間結(jié)構(gòu)分析設(shè)計軟件MST2008版。2.結(jié)構(gòu)分析通用有限元軟件SAP2000V9中文版。3.多高層建筑結(jié)構(gòu)分析設(shè)計軟件SATWE設(shè)計參數(shù)桿件控制應力：252Mpa ( 應力比：0.8 ) 桿件長細比：150（按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范取值）（六）材料選取考慮所處低溫地區(qū)，采用Q345C低合金結(jié)構(gòu)鋼2022/7/227建筑平面2022/7/228

5、建筑立面2022/7/229建筑剖面2022/7/2210結(jié)構(gòu)選型支承屋蓋的結(jié)構(gòu)采用鋼框架，其中鋼柱采用圓鋼管，分為內(nèi)圈和外圈。兩圈鋼管柱頭均設(shè)環(huán)向拉梁，內(nèi)外圈柱之間設(shè)徑向拉梁，均為焊接H型鋼截面，下部結(jié)構(gòu)整體剛度大，抗水平力能力強。屋蓋結(jié)構(gòu)的造型決定了采用空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)為最佳方案，考慮到下弦吊掛荷載較重，螺栓球網(wǎng)架常用的基準孔設(shè)吊桿的方式難以滿足要求；并考慮建筑的重要性，采用安全度更大的焊接球節(jié)點網(wǎng)架。2022/7/2211焊接球網(wǎng)架在工程中的應用實例 -12022/7/2212焊接球網(wǎng)架在工程中的應用實例 -22022/7/2213網(wǎng)架設(shè)計要點1、結(jié)構(gòu)建模 起點往往決定事物的成敗2、計算中的

6、人工調(diào)整 概念設(shè)計與構(gòu)造措施重于計算3、結(jié)構(gòu)冗余度與魯棒性 結(jié)構(gòu)需要意外狀態(tài)下足夠小的垮塌概率4、非標節(jié)點與支座設(shè)計 傳力明確合理的節(jié)點，符合計算假定的支座2022/7/2214結(jié)構(gòu)建模要點 好的網(wǎng)架模型首先要有明確的傳力路徑，足夠的超靜定次數(shù)；其次要有合理的網(wǎng)格劃分方式，在經(jīng)濟性與方便施工中間尋找一個平衡點；還要考慮網(wǎng)格的統(tǒng)一性，為加工制作帶來方便。 本工程共有節(jié)點2200個，桿件8886根，設(shè)計后節(jié)點類型共8種，桿件類型共309種，結(jié)構(gòu)整體對稱優(yōu)美，且加工施工都較為方便。2022/7/2215計算中的人工調(diào)整 網(wǎng)架設(shè)計滿應力優(yōu)化帶來的缺點是顯而易見的：所有桿件的應力都基本用足的話，如果有一

7、根桿件失效，必然帶來其他桿件的超應力，有可能帶來結(jié)構(gòu)的連續(xù)破壞。 結(jié)構(gòu)的重要部位如支座處桿件，安全度理應比其他地方更大，需要人工進行調(diào)整。 對網(wǎng)架整體進行概念分析，作為其他部分支承體系的部位，如下部環(huán)向桿件和分層處的環(huán)桿和豎桿，人工進行加強。2022/7/2216結(jié)構(gòu)的冗余度與魯棒性 在罕遇地震、火災、爆炸、撞擊等意外情況下，必然會有部分桿件失效，這時結(jié)構(gòu)的備用傳力路徑就會發(fā)揮作用。 根據(jù)德國MERO公司的規(guī)程，設(shè)計中如果考慮一根桿件斷掉之后的情況，結(jié)構(gòu)整體安全度滿足大于1即可。 本工程最重要的桿件是支座處的環(huán)向拉桿，設(shè)計時考慮如果環(huán)向拉桿失效后，其余桿件在標準值荷載下無超應力桿件，防止了結(jié)構(gòu)

8、的連續(xù)垮塌。2022/7/2217非標節(jié)點與支座設(shè)計 在本工程下弦吊掛荷載較大，普通焊接球節(jié)點無法滿足要求，我們采用了有充分使用經(jīng)驗和試驗結(jié)果的非標準節(jié)點，例如雙肋球節(jié)點和鋼管貫通節(jié)點。 支座作為結(jié)構(gòu)最重要的部分之一，采用萬向抗震球鉸支座，與計算支座假定完全符合。2022/7/2218鋼管貫通節(jié)點2022/7/2219抗震球鉸支座節(jié)點2022/7/2220抗震球鉸支座構(gòu)造2022/7/2221主要分析計算結(jié)果本工程采用三種不同的軟件進行整體計算，其中采用SATWE對上部網(wǎng)架采取簡化處理，MST與SAP2000均采用整體模型進行分析，主要計算結(jié)果如下：2022/7/2222結(jié)構(gòu)計算空間模型202

9、2/7/2223整體豎向變形2022/7/2224整體水平變形2022/7/2225第一振型2022/7/2226第三振型2022/7/2227滿布荷載下一階屈曲模態(tài)2022/7/2228半跨荷載下一階屈曲模態(tài)2022/7/2229結(jié)構(gòu)整體豎向最大位移（最大值120mm）2022/7/2230結(jié)構(gòu)整體水平最大位移（最大值52mm）2022/7/2231表2：周期與地震力自振周期(S)第一扭轉(zhuǎn)周期與第一平動周期比X方向地震作用Y方向地震作用T1T2T3TtTt/T1Qox(kN)剪重比Qox/GeQoy (KN)剪重比Qoy/Ge0.8130.6440.4890.4890.60121477.98%13905.17%2022/7/2232風荷載作用下最大層間位移角地震力作用下最大層間位移角X向風Y向風X向地震Y向地震1