濟(jì)南某大型體育場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)管桁架設(shè)計(jì)深化方案

濟(jì)南**體育場(chǎng)體育中心鋼結(jié)構(gòu)管桁架設(shè)計(jì)深化方案措施一、施工組織設(shè)計(jì)內(nèi)容（一）工程概況本工程是某**體育中心體育工程，上部鋼結(jié)構(gòu)分為東西兩片獨(dú)立的鋼結(jié)構(gòu)罩棚，呈弧形，單片罩棚最寬約70米，南北最長(zhǎng)處約330米，最高點(diǎn)高度為53.32米?？臻g懸挑結(jié)構(gòu)，最大懸挑長(zhǎng)度為53.2米，懸臂根部高度7米；最小懸臂長(zhǎng)度約為28米，懸臂根部高度5米；懸臂端部高度1.5米。桿件截面為圓鋼管，節(jié)點(diǎn)類型為鑄鋼節(jié)點(diǎn)、相貫焊接節(jié)點(diǎn)；鋼結(jié)構(gòu)罩棚外支座通過(guò)外包砼的鋼結(jié)構(gòu)圓管組合三角支撐支承于下部型鋼砼柱上，內(nèi)支座支承于下部鋼管砼柱上（單片鋼結(jié)構(gòu)罩棚三維圖見(jiàn)附圖）。體育場(chǎng)外圍呈橢圓形，建筑面積約為13.99萬(wàn)m2。體育場(chǎng)觀眾席60000座以上，總投資約8.8億元。1、工程難點(diǎn)、特點(diǎn)分析難點(diǎn)：主桁架構(gòu)件長(zhǎng)，部分桁架斷面過(guò)大，運(yùn)輸困難，需在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拼裝；跨度大，構(gòu)件長(zhǎng)，質(zhì)量重，而作業(yè)條件受限制，施工難度大；二榀桁架與柳葉弦桿組成的空間結(jié)構(gòu)支撐于兩點(diǎn)（下部砼柱），懸挑跨度大，在結(jié)構(gòu)安裝過(guò)程中單榀側(cè)向穩(wěn)定性差；部分柳葉弦桿支撐構(gòu)件只能單件現(xiàn)場(chǎng)高空安裝，安全隱患多；鋼結(jié)構(gòu)僅為罩棚的骨架，本項(xiàng)工程承上啟下，施工中需要與相關(guān)專業(yè)協(xié)調(diào)配合。特點(diǎn)：本工程?hào)|西鋼結(jié)構(gòu)罩棚關(guān)于南北軸基本對(duì)稱，僅上部支座標(biāo)高有所區(qū)別。作業(yè)條件復(fù)雜，且工期緊，鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)施工的同時(shí)土建也在施工?？磁_(tái)及外側(cè)部分土建工程大部分已經(jīng)施工完，構(gòu)件需在場(chǎng)外拼裝，大大的增加了安裝作業(yè)半徑，因此，鋼結(jié)構(gòu)安裝過(guò)程中需引進(jìn)大型吊機(jī)。安裝難度大主桁架最大懸挑長(zhǎng)度為53.2m，需要兩榀主桁架及中間的柳葉弦桿和一側(cè)的1/2的柳葉弦桿組成一體，作為一個(gè)吊裝單元進(jìn)行吊裝，最大吊裝單元單重為85噸，截面形式為菱形截面，施工時(shí)需進(jìn)行嚴(yán)密的工況分析。部分桿件需煨彎，采用管管相貫連接節(jié)點(diǎn)及鑄鋼節(jié)點(diǎn)，對(duì)構(gòu)件加工和安裝提出更高的要求。（二）建設(shè)地點(diǎn)及環(huán)境特征某**體育場(chǎng)體育中心，坐落于山東省濟(jì)南市東部新城區(qū)龍洞地區(qū)。體育場(chǎng)位于**中心館區(qū)的西部，中心路及體育場(chǎng)西路之間，外圍成橢圓形，建筑面積約13.99萬(wàn)m2。體育場(chǎng)觀眾席60000座以上，總投資約8.8億元。（三）施工條件施工場(chǎng)地已具備開(kāi)工條件；施工所需水、電、電訊線路等，由總承包單位提供接駁點(diǎn)；施工場(chǎng)地與公共道路通道已開(kāi)通。（四）項(xiàng)目管理特點(diǎn)及總體要求某**體育場(chǎng)跨度大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工期緊、質(zhì)量要求高，土建、外圍護(hù)多工種交叉作業(yè)，有大量高空作業(yè)等，施工難度大，安全隱患多。根據(jù)以上特點(diǎn)，我公司將對(duì)本工程運(yùn)用以前工程管理的成功經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化管理，配合總包單位確保使本工程達(dá)到“省級(jí)文明示范工地”。我公司將堅(jiān)持“誠(chéng)信經(jīng)營(yíng)，鑄造精品，業(yè)主滿意，發(fā)展自我”的質(zhì)量方針，建優(yōu)質(zhì)工程，提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)，使業(yè)主滿意。工程施工前，認(rèn)真做好圖紙深化設(shè)計(jì)，做好與土建工程的交接手續(xù)，為工程按時(shí)開(kāi)工創(chuàng)造有利條件。施工過(guò)程中，執(zhí)行業(yè)主和監(jiān)理工程師的指令和建議，配合總包單位的管理和協(xié)調(diào)。協(xié)助業(yè)主做好與有關(guān)部門(mén)的協(xié)調(diào)工作，積極主動(dòng)地為使工程優(yōu)質(zhì)、高速建設(shè)提出各種合理化建議。及時(shí)匯報(bào)工程進(jìn)展情況，密切與相關(guān)專業(yè)進(jìn)行聯(lián)系，盡力為其它專業(yè)的施工創(chuàng)造便利條件；發(fā)揮公司的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，采用新技術(shù)、新工藝、新方法，保證工程質(zhì)量和進(jìn)度，節(jié)約成本。工程竣工后，做好與后續(xù)施工單位的交接工作，做好軸線、標(biāo)高、工程資料的移交工作。在保修期，我公司嚴(yán)格執(zhí)行用戶回訪保修制度，由公司用戶服務(wù)組定期回訪，認(rèn)真聽(tīng)取業(yè)主意見(jiàn)，對(duì)存在的問(wèn)題及時(shí)解決。二、施工部署（一）項(xiàng)目的質(zhì)量、進(jìn)度、成本及安全目標(biāo)1、項(xiàng)目質(zhì)量目標(biāo)：項(xiàng)目質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：按《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50205-2001）一次驗(yàn)收合格。質(zhì)量目標(biāo)：鋼結(jié)構(gòu)金獎(jiǎng)。違約賠償金額：工程質(zhì)量未達(dá)到合同標(biāo)準(zhǔn)約定時(shí)，賠償金額為合同價(jià)格的5%。2、項(xiàng)目進(jìn)度目標(biāo)：業(yè)主要求進(jìn)度目標(biāo)：計(jì)劃開(kāi)工日期：2007年03月1日計(jì)劃竣工日期：2007年8月31日我公司自報(bào)進(jìn)度目標(biāo)：桁架開(kāi)始拼裝日期：2007年03月25日桁架開(kāi)始吊裝日期：2007年05月10日竣工日期：2007年8月22日總體進(jìn)度比業(yè)主要求的總進(jìn)度提前4天完工。工期承諾：絕對(duì)工期180天；誤期違約承諾：誤期賠償金額為工程總造價(jià)的0.2‰/天；誤期賠償費(fèi)限額：為合同價(jià)款的2％。3、成本目標(biāo)：在保證工程施工順利進(jìn)行的前提條件下，盡量節(jié)約工程成本。4、安全目標(biāo)：建立健全的安全保證管理體系和安全生產(chǎn)崗位責(zé)任制，做到：重大傷亡事故為零，輕傷率≤3%。（二）擬投入的最高人數(shù)和平均人數(shù)根據(jù)本工程的實(shí)際情況和施工進(jìn)度安排，本工程擬投入的現(xiàn)場(chǎng)施工最高人數(shù)為381人，平均人數(shù)為278人。（三）施工進(jìn)度計(jì)劃、勞動(dòng)力使用計(jì)劃材、料供應(yīng)計(jì)劃、施工用水電計(jì)劃、機(jī)械設(shè)備進(jìn)退場(chǎng)計(jì)劃等鋼結(jié)構(gòu)總工期包括深化設(shè)計(jì)、材料采購(gòu)、構(gòu)件組裝、安裝等作業(yè)時(shí)間，工程施工總體進(jìn)度計(jì)劃根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)總工期和各施工節(jié)點(diǎn)進(jìn)行編排，詳見(jiàn)施工進(jìn)度網(wǎng)絡(luò)圖（見(jiàn)后）。工期承諾：絕對(duì)工期180天；誤期違約承諾：誤期違約金額為工程總造價(jià)的0.2‰/天；誤期賠償費(fèi)限額：為合同價(jià)款2％。1、施工進(jìn)度計(jì)劃工程的里程碑目標(biāo)：2007年1月接到業(yè)主發(fā)給的施工圖后一周內(nèi)完成圖紙深化工作，提出主材料表，15日內(nèi)完成施工圖和加工圖；開(kāi)工1個(gè)月前開(kāi)始采購(gòu)，70日內(nèi)完成主要材料的采購(gòu)；2007年03月25日開(kāi)始構(gòu)件加工工作，06月05日完成加工；2007年03月09日開(kāi)始運(yùn)輸，8月18日運(yùn)輸完成；2007年03月25日開(kāi)始現(xiàn)場(chǎng)拼裝，6月31日拼裝完畢；2007年05月10日開(kāi)始鋼結(jié)構(gòu)安裝，08月22日安裝完畢；2、勞動(dòng)力使用計(jì)劃（見(jiàn)附表）3、主要材料供應(yīng)計(jì)劃根據(jù)本工程的工期安排和進(jìn)度計(jì)劃，同時(shí)針對(duì)本工程的實(shí)際情況，主要材料采購(gòu)如下：原則是保證整榀桁架拼裝不能缺規(guī)格及附材，進(jìn)場(chǎng)前一個(gè)月訂貨。開(kāi)工15日內(nèi)焊接管運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)，數(shù)量達(dá)到總量的1/4以后陸續(xù)進(jìn)場(chǎng)，確保拼裝進(jìn)度，鑄鋼節(jié)點(diǎn)開(kāi)工15日內(nèi)到現(xiàn)場(chǎng)并獲得合格的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。材料采購(gòu)70日內(nèi)完成。4、施工用水電計(jì)劃（1）施工用水管理對(duì)進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)的施工人員進(jìn)行開(kāi)源節(jié)流教育,闡述節(jié)約用水的重要性和必要性,使每位員工對(duì)節(jié)約能源創(chuàng)造效益有正確的理解和認(rèn)識(shí).施工用水量較小,主要是生活用水,采用市政自來(lái)水源,接至各需用水點(diǎn)?，F(xiàn)場(chǎng)供水管的安裝維修由專業(yè)管工進(jìn)行,加強(qiáng)巡回檢查監(jiān)護(hù),出現(xiàn)故障及時(shí)處理,確保生活用水、消防用水暢通。（2）施工用水線路的布置施工場(chǎng)地內(nèi)水管線由施工單位根據(jù)需要合理的自行解決。（3）用水量計(jì)算q1=P1=高峰期施工人數(shù)，P1=381人P2=施工現(xiàn)場(chǎng)居住人數(shù)，P2=250人N3=施工現(xiàn)場(chǎng)施工人員用水定額，N3=60（L/人.天）N4=施工現(xiàn)場(chǎng)居住人員生活用水定額，N4=80（L/人.天）K3、K4：用水不平衡系數(shù)，K3=1.5，K4=2.5q1=1.174(L/s)（4）供水管徑的計(jì)算取υ=1.5m/sd2=[(4q1)/(1000π*υ)]=[(4×0.1.29)/(1000×3.14×1.5)]d=0.0315m=31.5mm現(xiàn)場(chǎng)提供的DN100供水管可滿足現(xiàn)場(chǎng)生活用水要求?，F(xiàn)場(chǎng)生活區(qū)和施工區(qū)用水選用DN32mm鍍鋅水管，由現(xiàn)場(chǎng)2個(gè)接駁點(diǎn)引至施工區(qū)和生活區(qū)，并單獨(dú)安裝水表。（5）施工用電管理現(xiàn)場(chǎng)由業(yè)主提供2個(gè)接駁點(diǎn)，各施工單位安裝獨(dú)立電表，生活用電使用獨(dú)立的三相五線制電纜引至生活區(qū)；現(xiàn)場(chǎng)施工用電由二級(jí)配電箱引至施工作業(yè)面內(nèi)，電纜靠邊懸空掛設(shè)，配電箱內(nèi)需設(shè)置自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)、漏電開(kāi)關(guān)，各配電箱必須作重復(fù)接地，現(xiàn)場(chǎng)所有設(shè)備實(shí)施一機(jī)、一閘、一漏電開(kāi)關(guān)制。各種電源由專用電纜送至每根柱底的專用閘箱，再分配到各個(gè)電氣具上，供電分三路，塔式起重機(jī)、電焊機(jī)、栓釘焊各用一路，每路電源都由變壓器單獨(dú)送出，作到工作時(shí)互不干擾。現(xiàn)場(chǎng)施工用點(diǎn)設(shè)備臺(tái)數(shù)很多，設(shè)備之間容量相差懸殊，為簡(jiǎn)化計(jì)算，按需用電系數(shù)，需用系數(shù)為估計(jì)值。在電器裝置和線路周?chē)欢逊乓兹?、易爆和?qiáng)腐蝕物質(zhì)，不使用火源。在電氣裝置相對(duì)集中場(chǎng)所，配置絕緣滅火器材，并禁止煙火；合理設(shè)置防雷裝置，加強(qiáng)電氣設(shè)備相間和相地間絕緣，防止閃爍；加強(qiáng)電氣防火知識(shí)宣傳，對(duì)防火重點(diǎn)場(chǎng)所加強(qiáng)管制，并設(shè)置禁止煙火標(biāo)志現(xiàn)場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)施工設(shè)備用電量最大，而施工現(xiàn)場(chǎng)總用電量可根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)用電量估計(jì)。鋼結(jié)構(gòu)電量使用情況計(jì)算現(xiàn)場(chǎng)用電總需求量，見(jiàn)下表:項(xiàng)目或設(shè)備名稱額定功率數(shù)量合計(jì)功率焊機(jī)21kW1002100kW空壓機(jī)機(jī)24kW248kW卷?yè)P(yáng)機(jī)機(jī)5kW420kW焊條烘箱5kW420kW生活用電0.1kW505kW現(xiàn)場(chǎng)照明2kW1530kW（6）總用電需求量:P1=1.1×[0.6×(2100+48+20+20)+0.8×5+1.0×30]=1481.48KVA業(yè)主至少要提供1500KVA的供電量可滿足使用要求，現(xiàn)場(chǎng)生活用電使用獨(dú)立的三相五線制電纜由現(xiàn)場(chǎng)接駁點(diǎn)引至生活區(qū)；現(xiàn)場(chǎng)施工用電由二級(jí)配電箱引至施工作業(yè)面內(nèi)，電纜靠邊懸空掛設(shè)，配電箱內(nèi)需設(shè)置自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)、漏電開(kāi)關(guān)，各配電箱必須作重復(fù)接地，現(xiàn)場(chǎng)所有設(shè)備實(shí)施一機(jī)、一閘、一漏電開(kāi)關(guān)制。5、機(jī)械設(shè)備進(jìn)退場(chǎng)計(jì)劃進(jìn)場(chǎng)：2007年3月4日進(jìn)場(chǎng)25T吊車(chē)2臺(tái)，吊裝胎架材料及調(diào)整；2007年3月20日進(jìn)場(chǎng)25T吊車(chē)2臺(tái)，用于拼裝；2007年3月23日進(jìn)場(chǎng)50T吊車(chē)2臺(tái)，用于拼裝胎架；2007年3月30日進(jìn)場(chǎng)25T吊車(chē)2臺(tái)，用于懸臂部分拼裝；2007年4月20日進(jìn)場(chǎng)150T吊車(chē)1臺(tái)，用于拼裝20榀就位；2007年4月25日進(jìn)場(chǎng)250T吊車(chē)2臺(tái)，用于吊裝桁架后部；2007年5月5日進(jìn)場(chǎng)150T 吊車(chē)1臺(tái)，用于安裝次桁架加腹桿。退場(chǎng)：2007年7月28日2臺(tái)250T吊車(chē)退場(chǎng)；2007年7月30日2臺(tái)50T吊車(chē)退場(chǎng)；2007年6月20日2臺(tái)25T吊車(chē)退場(chǎng)；2007年8月30日1臺(tái)150T、2臺(tái)25T吊車(chē)退場(chǎng)；（四）施工工序（五）項(xiàng)目管理總體安排本工程管理將繼續(xù)運(yùn)用此前工程管理的成功經(jīng)驗(yàn)，按照《建設(shè)工程項(xiàng)目管理規(guī)范》（GB/T50236-2001）的管理程序進(jìn)行。項(xiàng)目管理的每一個(gè)過(guò)程，體現(xiàn)計(jì)劃、實(shí)施、檢查、處理（PDCA）的持續(xù)改進(jìn)過(guò)程。1、項(xiàng)目管理流程圖2、項(xiàng)目組織機(jī)構(gòu)3、項(xiàng)目部崗位職責(zé)崗位崗位職責(zé)項(xiàng)目經(jīng)理接受業(yè)主、監(jiān)理、總總包發(fā)出的工工程指令，對(duì)對(duì)工程質(zhì)量直直接負(fù)責(zé)，根根據(jù)公司的有有關(guān)質(zhì)量制度度，建立健全全本工程項(xiàng)目目的質(zhì)量保證證體系，保證證其有效運(yùn)行行，確保工程程質(zhì)量目標(biāo)的的實(shí)現(xiàn)。項(xiàng)目總工程師負(fù)責(zé)本工程項(xiàng)目的的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及及明細(xì)表目錄錄的匯編、審審批工作的組組織領(lǐng)導(dǎo)，及及明細(xì)表目錄錄的動(dòng)態(tài)管理理，負(fù)責(zé)工程程技術(shù)資料的的審批，監(jiān)督督技術(shù)、質(zhì)量量工作的運(yùn)行行和實(shí)施。項(xiàng)目副經(jīng)理組織各相關(guān)人員在在施工全過(guò)程程中定期自檢檢，檢查、評(píng)評(píng)定實(shí)施結(jié)果果，確保工程程按國(guó)家、行行業(yè)和企業(yè)的的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、方方案組織施工工（生產(chǎn)）質(zhì)量檢查員根據(jù)項(xiàng)目部所承擔(dān)擔(dān)的任務(wù)，積積極參加項(xiàng)目目部的質(zhì)量檢檢查活動(dòng)，對(duì)對(duì)工程隊(duì)的質(zhì)質(zhì)量狀況進(jìn)行行控制，做好好質(zhì)量檢查日日記，對(duì)工程程中發(fā)生的質(zhì)質(zhì)量事故及時(shí)時(shí)向有關(guān)部門(mén)門(mén)報(bào)告，并檢檢查處理結(jié)果果。材料員負(fù)責(zé)各類材料的預(yù)預(yù)算審核，材材料質(zhì)量保證證資料的接收收和審核，材材料的入庫(kù)驗(yàn)驗(yàn)收，材料放放樣排版，材材料發(fā)放等材材料綜合管理理。技術(shù)員負(fù)責(zé)對(duì)業(yè)主、監(jiān)理理單位和設(shè)計(jì)計(jì)單位的聯(lián)絡(luò)絡(luò)，圖紙審核核，參加圖紙紙會(huì)審和設(shè)計(jì)計(jì)交底，編制制工藝方案，進(jìn)進(jìn)行技術(shù)交底底。施工員負(fù)責(zé)施工生產(chǎn)過(guò)程程的施工條件件、中間交接接及對(duì)外聯(lián)絡(luò)絡(luò)工作。安全員負(fù)責(zé)施工生產(chǎn)安全全管理工作；；負(fù)責(zé)施工中中的安全教育育、檢查及管管理工作；負(fù)負(fù)責(zé)特殊崗位位操作人員的的安全管理培培訓(xùn)需求。機(jī)械員負(fù)責(zé)生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備備管理，實(shí)施施機(jī)械設(shè)備管管理的程序文文件，提供符符合要求的機(jī)機(jī)械設(shè)備。計(jì)量員負(fù)責(zé)檢驗(yàn)測(cè)量和試試驗(yàn)設(shè)備的登登記、檢驗(yàn)、管管理工作。計(jì)劃預(yù)算員負(fù)責(zé)合同評(píng)審，施施工生產(chǎn)計(jì)劃劃的收發(fā)及管管理工作；負(fù)負(fù)責(zé)施工生產(chǎn)產(chǎn)完成情況的的統(tǒng)計(jì)、匯總總及上報(bào)工作作。資料員負(fù)責(zé)文件和資料管管理、質(zhì)量記記錄的控制。三、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)深化方案（一）分析設(shè)計(jì)依據(jù)及標(biāo)準(zhǔn)1．濟(jì)南**中心主體育場(chǎng)招標(biāo)圖紙2．主要采用的國(guó)家規(guī)范、規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)術(shù)語(yǔ)和符號(hào)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50083-97）《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》（GB50068-2001）《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009－2001）《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011－2001）《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017－2003）《網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ61-2003）《網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》（JGJ7-91）3．設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)建筑結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)：一級(jí)結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)：建筑抗震設(shè)防分類：乙類結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限：50年結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期：50年風(fēng)、雪荷載重現(xiàn)期：50年（二）工程概況本工程上部鋼結(jié)構(gòu)為2片獨(dú)立的鋼結(jié)構(gòu)罩棚，呈弧形狀，覆蓋了東西看臺(tái)大部分觀眾席。單片罩棚最寬處約70米，罩棚外邊緣南北向最長(zhǎng)處約330米。整個(gè)罩棚外立面落地，屋面與墻體渾為一體，基本組成單元如圖2.1所示。屋面罩棚結(jié)構(gòu)平面圖如圖2.2所示，屋面及墻面示意如圖2.3所示。圖2.1屋蓋組成單元示意圖圖2.2屋面罩棚鋼結(jié)構(gòu)平面圖圖2.3屋面及墻面布置示意圖屋面鋼結(jié)構(gòu)由徑向主桁架和環(huán)向次桁架組成，采用折板型空間懸挑結(jié)構(gòu)體系。整個(gè)罩棚中間高，兩端低，高差14m，罩棚最高點(diǎn)離地面約52m。其中，主桁架最大懸挑長(zhǎng)度約為53.2m，桁架根部最大高度8m，最小懸挑長(zhǎng)度約為28m，根部高度2.5m。罩棚外側(cè)落地結(jié)構(gòu)采用圓管組合三角形截面，主桁架采用圓管組合菱形截面，罩棚內(nèi)支座落在混凝土看臺(tái)短柱頂部，外支座落在混凝土平臺(tái)短柱頂部。為了增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性和側(cè)向抗扭剛度，桁架下弦平面設(shè)置了8道水平支撐。支撐采用直徑50mm棒鋼，施加初始預(yù)應(yīng)力，經(jīng)過(guò)分析對(duì)比，預(yù)拉力值取0.3時(shí)較為合理。（三）選用材料結(jié)構(gòu)鋼材采用Q345B，應(yīng)符合規(guī)范GB5118-85有關(guān)要求。無(wú)縫鋼管按GB/T17395-1998選用，熱軋型鋼按GB/T11263-1998選用。鋼材的物理性能指標(biāo)鋼材的物理性能指標(biāo)彈性模量E（N/mm2）剪變模量G(N/mm2)線膨脹系數(shù)（以每℃計(jì)）質(zhì)量密度（kg/m3）206103791031210-678502．鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值鋼材抗拉、抗壓和抗彎彎fy/f抗剪fv端面承壓（刨平頂緊）fce鋼號(hào)厚度或直徑（mmm）Q235鋼16235/215125325>16~40225/205120325>40~60215/200115325>60~100205/190110325Q345鋼16345/310180400>16~35325/295170400>35~50295/265155400>50~60275/250145400>60~100**275/2501454003．螺栓連接強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)值螺栓連接強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)值螺栓類型螺栓性能等級(jí)抗拉（N/mm2）抗剪（N/mm2）備注普通螺栓4.6級(jí)、4.88級(jí)170140C級(jí)螺栓8.8級(jí)400320A,B級(jí)螺栓錨栓Q235140－Q345180－承壓型高強(qiáng)螺栓8.8級(jí)40025010.9級(jí)500310螺栓常用的型號(hào)為為：M12，M16，M20，M22，M24，M27和M30。焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值值（N/mm2）焊縫連接強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)值（N/mm2）焊接方法和焊條型型號(hào)構(gòu)件鋼材對(duì)接焊縫角焊縫牌號(hào)厚度或直徑（mmm）抗壓焊縫等級(jí)為下列等等級(jí)時(shí)，抗拉拉抗剪抗拉、抗壓及抗剪剪一、二級(jí)三級(jí)自動(dòng)焊、半自動(dòng)焊焊和E43型焊條的手手工焊Q23516215215185125160>16~40205205175120>40~60200200170115>60~100190190160110自動(dòng)焊、半自動(dòng)焊焊和E50型焊條的手手工焊Q34516310310265180200>16~35295295250170>35~50265265225155>50~100250250210145（四）設(shè)計(jì)荷載1．恒荷載金屬屋面＋檁條＋＋天溝，防水水等：0.50kkN/m2懸掛荷載根據(jù)強(qiáng)弱弱電、暖通專專業(yè)提供的設(shè)設(shè)備重量和布布置位置及馬馬道的平面布布置輸入懸掛掛荷載位置、數(shù)數(shù)量及質(zhì)量統(tǒng)統(tǒng)計(jì)。結(jié)構(gòu)構(gòu)件自重由程程序自動(dòng)計(jì)算算確定。2．活荷載《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)規(guī)范》（GB500009）規(guī)定不上上人屋面活荷荷載標(biāo)準(zhǔn)值取取0.5kkN/m2，《鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2003）補(bǔ)充規(guī)定：對(duì)支撐輕屋面的構(gòu)件或結(jié)構(gòu)（檁條、屋架、框架等），當(dāng)僅有一個(gè)可變荷載且受荷水平投影面積超過(guò)60m2時(shí)，屋面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)取為0.3kN/m2。故本次分析設(shè)計(jì)活活荷載取為0.3kNN/m2。雪荷載基本雪壓：0.33kN/mm2考慮不均勻積雪分分布系數(shù)1.4。4．風(fēng)荷載基本風(fēng)壓：0.445kN//m2地面粗糙度：B類類風(fēng)壓高度系數(shù)：程程序自動(dòng)計(jì)算算風(fēng)振系數(shù)：2.00由于沒(méi)有該工程的的風(fēng)洞試驗(yàn)報(bào)報(bào)告材料，本本次分析采用用四種風(fēng)荷載載工況。風(fēng)載載1體型系數(shù)如圖圖4.1a所示示，風(fēng)載2體型系數(shù)如圖4.1b所示，另外外兩種風(fēng)荷載載體型系數(shù)參參照一些關(guān)于于膜結(jié)構(gòu)體型型系數(shù)的近似似計(jì)算方法進(jìn)進(jìn)行計(jì)算，以以模擬圖4..1c、圖4.1d所示風(fēng)荷載載作用情況。（a） (b)(c)(d)圖4.1風(fēng)載結(jié)構(gòu)構(gòu)體型系數(shù)組合值系數(shù)：0..6地震作用建筑抗震設(shè)防分類類：乙類本地區(qū)抗震設(shè)防烈烈度：6度場(chǎng)地土類別：Ⅱ類類設(shè)計(jì)地震分組：第第二組場(chǎng)地特征周期：00.40s阻尼比：0.022溫度作用＋25℃（升溫溫差）－25℃（降溫溫差）組合值系數(shù)：0..6施加的荷載總量如如下表如示荷載編號(hào)工況名稱Px（kN）Py（kN）Pz（kN）0結(jié)構(gòu)自重0.000.00-26016.5581恒載0.000.00-19745.1162活載0.000.00-9624.2333風(fēng)載110172.444-4.2917245.5334風(fēng)載2-17308.9964.2935241.1005風(fēng)載3-14761.2264583.2222302.3556風(fēng)載4-14760.776-4576.62222300.0667溫度升+25度8溫度降-25度9地震作用振型分析反應(yīng)譜法法進(jìn)行計(jì)算荷載組合如下表如如示編號(hào)組合名稱自重恒載活（雪）載風(fēng)載1風(fēng)載2風(fēng)載3風(fēng)載4溫度升溫度降地震作用1自重1.42自重+恒載1.351.353自重+恒載+活載載1.351.350.7*1.44自重+恒載+風(fēng)載載1111.45自重+恒載+風(fēng)載2111.46自重+恒載+風(fēng)載3111.47自重+恒載+風(fēng)載4111.48自重+恒載+活載+風(fēng)載1110.7*11.49自重+恒載+活載+風(fēng)載2110.7*11.410自重+恒載+活載+風(fēng)載3110.7*11.411自重+恒載+活載+風(fēng)載4110.7*11.412自重+恒載+活載+風(fēng)載11.351.350.7*1.40.6*1.413自重+恒載+活載+風(fēng)載21.351.350.7*1.40.6*1.414自重+恒載+活載+風(fēng)載31.351.350.7*1.40.6*1.415自重+恒載+活載+風(fēng)載41.351.350.7*1.40.6*1.416自重+恒載+溫度升1.351.351.317自重+恒載+溫度降1.351.351.318自重+恒載+活載+溫度升1.351.350.7*1.41.319自重+恒載+活載+溫度降1.351.350.7*1.41.320自重+恒載++風(fēng)載1+溫度升1.351.350.6*1.41.321自重+恒載++風(fēng)載1+溫度降1.351.350.6*1.41.322自重+恒載+風(fēng)載2+溫度升升1.351.350.6*1.41.323自重+恒載+風(fēng)載2+溫度降降1.351.350.6*1.41.324自重+恒載++風(fēng)載3+溫度升1.351.350.6*1.41.325自重+恒載+風(fēng)載3+溫度降降1.351.350.6*1.41.326自重+恒載+風(fēng)載4+溫度升升1.351.350.6*1.41.327自重+恒載+風(fēng)載4+溫度降降1.351.350.6*1.41.328自重+恒載+地震作用1.351.351.329自重+恒載+活載+地震作用1.351.350.7*1.41.330自重+恒載+風(fēng)載1+地震作用1.351.350.2*1.41.331自重+恒載+風(fēng)載2+地震作作用1.351.350.2*1.41.332自重+恒載+風(fēng)載3+地震作作用1.351.350.2*1.41.333自重+恒載+風(fēng)載4+地震作作用1.351.350.2*1.41.3注：1）風(fēng)荷載有有4種工況、溫溫度作用包括括正負(fù)兩種組組合；2）活（雪）載組合合值系數(shù)取0.7；3）風(fēng)荷載組合值系系數(shù)分兩種情情況，分別為為0.6和0.2。（五）分析模型及及分析軟件 1．分析模型本工程鋼結(jié)構(gòu)為22片獨(dú)立的鋼鋼結(jié)構(gòu)罩棚，除除支承點(diǎn)標(biāo)高高稍有區(qū)別外外，二者基本本對(duì)稱，在此此以其中一片片鋼結(jié)構(gòu)罩棚棚作為分析模模型，計(jì)算簡(jiǎn)簡(jiǎn)圖如圖5.1所示。鋼結(jié)結(jié)構(gòu)有限元分分析采用整體體三維模型，構(gòu)構(gòu)件采用梁?jiǎn)螁卧?，棒鋼水水平支撐采用用索單元，棒棒鋼的布置示示意如圖5.2所示，圖中中交叉桿即為為棒鋼。我們采用了多種計(jì)計(jì)算模型對(duì)該該結(jié)構(gòu)進(jìn)行分分析對(duì)比，不不同計(jì)算模型型之間的對(duì)比比參見(jiàn)本報(bào)告告第八部分，第第六部分給出出的計(jì)算結(jié)果果是假設(shè)支座座為鉸接時(shí)的的計(jì)算結(jié)果。圖5.1單片罩棚棚計(jì)算簡(jiǎn)圖圖5.2單片罩棚棚水平支撐布布置示意圖主桁架上弦主桁架中弦主桁架上弦主桁架中弦主桁架下弦主桁架腹桿圖5.3主桁架桿桿件分類示意意圖桿件截面匯總構(gòu)件類別構(gòu)件名稱規(guī)格主桁架上弦桿中間弦桿下弦桿腹桿次桁架上弦桿下弦桿腹桿及水平弦桿落地結(jié)構(gòu)上弦延伸中弦延伸腹桿下弦延伸1）鋼材理論用量統(tǒng)統(tǒng)計(jì)如下：?jiǎn)纹峙镤摻Y(jié)構(gòu)用用鋼量：26601.66t按其覆蓋面積188713m22計(jì)：139..03kg//m2按罩棚展開(kāi)面積330566m2計(jì)：85.112kg/m22）考慮加勁肋、局局部構(gòu)造以及及規(guī)格化，上上述理論用鋼鋼量指標(biāo)增大大20％，用鋼量量統(tǒng)計(jì)如下：：?jiǎn)纹峙镤摻Y(jié)構(gòu)用用鋼量：3121..99t按其覆蓋面積188713m22計(jì)：166..84kg//m2按罩棚展開(kāi)面積330566m2計(jì)：102..14kg//m2.22．分析軟件結(jié)構(gòu)分析主要應(yīng)用用管結(jié)構(gòu)計(jì)算算機(jī)輔助設(shè)計(jì)計(jì)與制造系統(tǒng)統(tǒng)STCAD和SAP20000，節(jié)點(diǎn)分析析主要采用ANSYS。SAP20000為通用結(jié)構(gòu)構(gòu)分析軟件，ANSYS為通用有限限元分析軟件件，STCAD是上海交通通大學(xué)針對(duì)管管結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)點(diǎn)研制開(kāi)發(fā)的的專用分析軟軟件，與其它它分析軟件相相比STCAD具有兩大特特點(diǎn)：對(duì)所有相貫節(jié)點(diǎn)進(jìn)進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算算STCAD可以對(duì)對(duì)管結(jié)構(gòu)所有有相貫節(jié)點(diǎn)進(jìn)進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算算，對(duì)于我國(guó)國(guó)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB500017-20003中規(guī)定的K形、T/Y形等簡(jiǎn)單形形式相貫節(jié)點(diǎn)點(diǎn)，直接按規(guī)規(guī)范計(jì)算公式式進(jìn)行驗(yàn)算，對(duì)對(duì)于其它復(fù)雜雜節(jié)點(diǎn)形式相相貫節(jié)點(diǎn)按規(guī)規(guī)范計(jì)算公式式進(jìn)行近似驗(yàn)驗(yàn)算，并可以以將復(fù)雜形式式相貫節(jié)點(diǎn)直直接生成ANSYS等分析模型型進(jìn)行有限元元分析。(2)STCAAD本身是CAD/CCAM集成系統(tǒng)STCAD不僅是是進(jìn)行空間結(jié)結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì)計(jì)的軟件，它它還是管結(jié)構(gòu)構(gòu)計(jì)算機(jī)輔助助制造系統(tǒng)，STCAD可以自動(dòng)生生成所有支管管的相貫線切切割數(shù)據(jù)，并并可以直接輸輸入國(guó)產(chǎn)大部部分管相貫線線數(shù)控切割機(jī)機(jī)對(duì)支管進(jìn)行行切割，避免免詳圖設(shè)計(jì)時(shí)時(shí)生成支管切切割數(shù)據(jù)的過(guò)過(guò)程，從而提提高設(shè)計(jì)加工工效率，避免免手工操作帶帶來(lái)的錯(cuò)誤。本次結(jié)構(gòu)分析主要要采用STCAD進(jìn)行，SAP20000校核，節(jié)點(diǎn)點(diǎn)有限元分析析采用ANSYS。（六）主要分析結(jié)結(jié)果 在此給出的分析結(jié)結(jié)果是所有支支座節(jié)點(diǎn)均采采用鉸接的模模型計(jì)算得到到的結(jié)果，與與其它分析模模型得到的結(jié)結(jié)果對(duì)比見(jiàn)本本報(bào)告第八部部分。。1．靜力分析結(jié)果(1)結(jié)構(gòu)基本參參數(shù)節(jié)點(diǎn)數(shù)39666桿件數(shù)119977支承節(jié)點(diǎn)點(diǎn)數(shù)664荷載工況況數(shù)99組合工況況數(shù)333(2)計(jì)算基本條條件拉桿允許許長(zhǎng)細(xì)比1150壓桿允許許長(zhǎng)細(xì)比1150結(jié)構(gòu)自重重系數(shù)1最大允許許設(shè)計(jì)應(yīng)力比0.9地震加速速度峰值..04g特征周期期.4振型參與與數(shù)量16阻尼比.02荷載工況況數(shù)90結(jié)構(gòu)自重Pxx=0.000kNPPy=0.000kNPz=-226016..58kN1恒載Px=0..00kNPy=00.00kNNPz==-197445.16kkN2活載Px=0..00kNPy=00.00kNNPz==-96244.23kNN3風(fēng)載1Px=100172.444kNPy=-44.29kNNPz==172455.53kNN4風(fēng)載2Px=-117308..96kNPy=44.29kNNPz==352411.10kNN5風(fēng)載3Px=-114761..26kNPy=44583.222kNPz=222302.335kN6風(fēng)載4Px=-114760..76kNPy=--4576..62kNPz=222300..06kN7溫度升＋25度8溫度降－25度9地震作用6度荷載組合合工況數(shù)33個(gè)，荷載載組合系數(shù)參參見(jiàn)本報(bào)告第第四部分內(nèi)容容。(3)主要計(jì)算算結(jié)果梁(鋼構(gòu)構(gòu)件)單元總重:25878893.8KKg索單元總總重:137611.8Kg桿件(鋼鋼構(gòu)件)總重量:26016655.5KKg最大桿件件設(shè)計(jì)應(yīng)力比比：-1.299桿件號(hào)：910(11441477)超應(yīng)力桿桿件數(shù)： 23，超應(yīng)力桿桿件位置示意意如圖8所示：最大X向向位移1100.5mmm節(jié)點(diǎn)號(hào)：390最大Y向向位移550.1mmm節(jié)點(diǎn)號(hào)：39666最大Z向向位移--228.33mm節(jié)點(diǎn)號(hào)：21444圖6.1超應(yīng)力桿桿件位置示意意 從圖6.1可以看出，超超過(guò)應(yīng)力比0.9的桿件主要要集中于結(jié)構(gòu)構(gòu)的兩側(cè)，產(chǎn)產(chǎn)生這一結(jié)果果最可能的原原因是與原設(shè)設(shè)計(jì)溫差取值值不同。(4)支座反力力 一半支座節(jié)點(diǎn)編號(hào)號(hào)如圖6.2所示，另一一半結(jié)構(gòu)對(duì)稱稱。圖6.2支座節(jié)點(diǎn)編編號(hào)最不利荷載組合作作用下支座反反力設(shè)計(jì)值(kN,kNN.m)支承節(jié)點(diǎn)號(hào)Min/MaxX方向反力Y方向反力Z方向反力X方向彎矩Y方向彎矩Z方向扭矩3744Min-677.12-1204.877-2324.9330.000.000.003744Max482.02685.191153.040.000.000.003621Min-856.45-803.82-1839.1550.000.000.003621Max723.27458.981072.930.000.000.003499Min-662.65-511.15-1892.7110.000.000.003499Max496.76244.571221.070.000.000.003377Min-599.33-517.02-1995.8000.000.000.003377Max228.96238.411346.310.000.000.003253Min-601.42-560.14-2099.3110.000.000.003253Max234.36247.181469.460.000.000.003120Min-590.21-454.06-2278.6880.000.000.003120Max246.54186.531629.390.000.000.002998Min-602.82-447.70-2340.9440.000.000.002998Max252.79172.121583.640.000.000.002876Min-676.02-454.21-2512.6550.000.000.002876Max280.87187.381966.290.000.000.002754Min-640.19-426.09-2563.1000.000.000.002754Max280.16166.291796.280.000.000.002629Min-656.73-414.10-2749.7000.000.000.002629Max309.37161.401883.390.000.000.002507Min-689.51-387.05-2730.1220.000.000.002507Max314.62144.061806.340.000.000.003961Min-138.98-99.50-1236.4110.000.000.003961Max159.74135.22144.450.000.000.003935Min-196.77-163.73-1009.5880.000.000.003935Max216.52186.430.000.000.000.003889Min-137.92-118.13-1155.0440.000.000.003889Max155.28146.150.000.000.000.003822Min-122.43-95.80-1276.2110.000.000.003822Max131.17124.120.000.000.000.003708Min-121.32-74.02-1386.9550.000.000.003708Max137.51102.370.000.000.000.003585Min-126.55-60.41-1492.3440.000.000.003585Max145.1788.2624.920.000.000.003463Min-127.66-49.66-1585.4440.000.000.003463Max150.9785.5083.510.000.000.003341Min-132.23-49.72-1695.5770.000.000.003341Max161.5080.22175.860.000.000.003217Min-132.41-47.19-1726.4880.000.000.003217Max168.4872.43240.740.000.000.003084Min-135.31-48.35-1760.2660.000.000.003084Max177.0667.32303.880.000.000.002962Min-132.84-46.84-1744.5770.000.000.002962Max182.9861.28351.420.000.000.002385Min-596.04-394.26-2768.6770.000.000.002385Max305.08161.641814.750.000.000.002252Min-1122.900-669.80-2931.1220.000.000.002252Max511.88198.061788.110.000.000.002124Min-851.72-442.24-2937.9330.000.000.002124Max429.16141.071834.720.000.000.002002Min-680.53-304.67-2920.5990.000.000.002002Max345.60143.531835.970.000.000.001880Min-906.03-291.17-2964.0660.000.000.001880Max438.65210.541832.290.000.000.002840Min-127.52-50.43-1717.8330.000.000.002840Max187.6953.34404.720.000.000.002717Min-122.36-47.78-1729.2550.000.000.002717Max195.1243.57471.120.000.000.002592Min-118.68-42.00-1664.3330.000.000.002592Max200.0430.24480.910.000.000.002470Min-116.87-48.62-1708.9330.000.000.002470Max204.5825.80501.540.000.000.002349Min-113.71-41.25-1681.3550.000.000.002349Max209.6535.63490.060.000.000.001758Min-902.53-210.50-2964.4990.000.000.001758Max437.88291.001835.570.000.000.002216Min-111.60-34.45-1662.8550.000.000.002216Max206.6642.45492.840.000.000.001625Min-680.82-143.10-2920.4330.000.000.001625Max345.32304.751835.320.000.000.001495Min-851.96-140.75-2937.0880.000.000.001495Max429.01442.221833.490.000.000.001373Min-1122.555-198.49-2930.1990.000.000.001373Max511.82669.731786.830.000.000.001249Min-596.07-161.77-2767.8660.000.000.001249Max304.88394.221813.820.000.000.001121Min-689.88-144.16-2729.5110.000.000.001121Max314.70387.051805.870.000.000.00995Min-656.95-161.54-2749.2330.000.000.00995Max309.27414.101883.290.000.000.00874Min-640.46-166.52-2562.7440.000.000.00874Max280.19426.071796.180.000.000.00754Min-676.50-187.52-2512.3110.000.000.00754Max281.05454.221966.450.000.000.00627Min-603.46-172.17-2340.6220.000.000.00627Max253.01447.721583.780.000.000.00510Min-590.68-186.66-2278.4110.000.000.00510Max246.70454.041629.470.000.000.002087Min-116.91-24.54-1711.3550.000.000.002087Max204.5449.92500.970.000.000.001965Min-118.68-30.02-1663.3880.000.000.001965Max199.9842.24480.300.000.000.001844Min-122.33-43.69-1728.4550.000.000.001844Max195.0547.92470.470.000.000.001722Min-127.46-53.36-1717.4220.000.000.001722Max187.6250.51404.190.000.000.001589Min-132.80-61.29-1744.4660.000.000.001589Max182.9546.90351.020.000.000.001459Min-135.24-67.34-1760.3550.000.000.001459Max177.0148.40303.550.000.000.001337Min-132.38-72.42-1726.7550.000.000.001337Max168.4947.22240.450.000.000.001213Min-132.21-80.20-1695.9220.000.000.001213Max161.5249.76175.590.000.000.001079Min-127.63-85.48-1585.7990.000.000.001079Max150.9849.7483.290.000.000.00894Min-126.53-88.25-1492.6330.000.000.00894Max145.1960.4124.710.000.000.00709Min-121.30-102.36-1387.2000.000.000.00709Max137.5374.030.000.000.000.00531Min-122.41-124.13-1276.4660.000.000.00531Max131.2095.820.000.000.000.00378Min-137.87-146.13-1155.3220.000.000.00378Max155.22118.130.000.000.000.00239Min-196.73-186.42-1009.6990.000.000.00239Max216.46163.730.000.000.000.00133Min-138.91-135.19-1236.7660.000.000.00133Max159.6599.48144.660.000.000.00405Min-601.84-247.54-2099.0000.000.000.00405Max234.50560.641469.460.000.000.00301Min-599.99-238.65-1995.4990.000.000.00301Max229.19517.341346.280.000.000.00204Min-663.85-244.66-1892.5550.000.000.00204Max498.36511.291221.000.000.000.00126Min-857.63-459.40-1839.1660.000.000.00126Max724.48804.511072.820.000.000.0061Min-676.67-686.64-2325.9770.000.000.0061Max481.491207.331153.740.000.000.002．模態(tài)分析 結(jié)構(gòu)前十個(gè)自振周周期如下表所所示，前四階階振型如圖6.3所示。(a)振型1（t＝0.8433s）Y向水平振動(dòng)動(dòng)＋扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)（b）振型2（t＝00.672ss）X向水平振動(dòng)動(dòng)＋豎向振動(dòng)動(dòng)(一階)(c)振型33（t＝0.6577s）X向水平振動(dòng)動(dòng)＋豎向振動(dòng)動(dòng)(二階)(d)振型4（t＝0.6244s）X向水平振動(dòng)動(dòng)＋豎向振動(dòng)動(dòng)(三階)圖6.3結(jié)構(gòu)的振振型結(jié)構(gòu)的自振周期序號(hào)12345678910周期(s)0.8430.6720.6570.6240.5830.5460.5080.4680.4640.459 由上表及圖6.33可以看出，結(jié)結(jié)構(gòu)的自振周周期比較密集集，第一振型型以水平方向向振動(dòng)為主，并并且棒鋼水平平支撐的作用用明顯，如果果不設(shè)置這八八道水平支撐撐，結(jié)構(gòu)的第第一周期達(dá)到到1.4611s。第2~10振型以豎向向振動(dòng)為主，反反映主桁架的的振動(dòng)特性。3．地震反應(yīng)分析 我們采用規(guī)范規(guī)定定的振型分解解反應(yīng)譜法對(duì)對(duì)該結(jié)構(gòu)進(jìn)行行地震反應(yīng)分分析，分析采采用的基本條條件如下：地震加速速度峰值..04g特征周期期.4振型參與與數(shù)量16阻尼比.02 由于該工程處于66度地震區(qū)，總總的地震力較較小，X向總地震力455kN、Y向總地震力408kN、Z向總地震力1960kkN，在地震作作用下桿件內(nèi)內(nèi)力較小，最最大桿件軸力力為最大桿件件應(yīng)力僅16.6NN/mm2，由此可見(jiàn)見(jiàn)，該工程地地震作用并不不起控制作用用。4．結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定定分析 按《網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)技術(shù)術(shù)規(guī)程》JGJ611-20033第條規(guī)定，我我們?cè)趦H考慮慮結(jié)構(gòu)幾何非非線性條件下下對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行行整體穩(wěn)定性性分析，分析析時(shí)分兩種情情況進(jìn)行，一一種情況對(duì)理理想結(jié)構(gòu)進(jìn)行行分析，另一一情況是考慮慮結(jié)構(gòu)的初始始缺陷，初始始缺陷分布采采用結(jié)構(gòu)的第第一階屈曲模模態(tài)，初始缺缺陷最大值取取最大懸挑長(zhǎng)長(zhǎng)度52m的1/150，取0.355m。 (1)結(jié)構(gòu)在11.0恒載＋1.0活載作用下下的整體穩(wěn)定定分析 結(jié)構(gòu)在恒載＋活載載作用下結(jié)構(gòu)構(gòu)的失穩(wěn)模態(tài)態(tài)如圖6.4所示，結(jié)構(gòu)構(gòu)的荷載位移移曲線如圖6.5所示，當(dāng)不不考慮初始缺缺陷時(shí)在恒載載＋活載作用用下的臨界荷荷載因子為12.18，考慮初始始缺陷時(shí)結(jié)構(gòu)構(gòu)的臨界荷載載因子為9.67，比《網(wǎng)殼殼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)規(guī)程》JGJ611-20033第條規(guī)定的5的安全系數(shù)數(shù)大出較多，由由此可見(jiàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)在恒載＋活活載作用下結(jié)結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)穩(wěn)定性是安全全的。圖6.4結(jié)構(gòu)在恒恒載＋活載作作用下失穩(wěn)模模態(tài)圖6.5結(jié)構(gòu)在恒恒載＋活載作作用下荷載－－位移曲線(2)結(jié)構(gòu)在11.0恒載＋1.0風(fēng)載一作用用下的整體穩(wěn)穩(wěn)定分析 結(jié)構(gòu)在恒載＋風(fēng)載載一作用下結(jié)結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)模模態(tài)如圖6.6所示，結(jié)構(gòu)構(gòu)的荷載位移移曲線如圖6.7所示，當(dāng)不不考慮初始缺缺陷時(shí)在恒載載＋風(fēng)載一作作用下的臨界界荷載因子為為17.04，考慮初始始缺陷時(shí)結(jié)構(gòu)構(gòu)的臨界荷載載因子為12.87，比《網(wǎng)殼殼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)規(guī)程》JGJ611-20033第條規(guī)定的5的安全系數(shù)數(shù)大出較多，因因此結(jié)構(gòu)在恒恒載＋風(fēng)載一一作用下結(jié)構(gòu)構(gòu)的整體穩(wěn)定定性也是安全全的?？梢?jiàn)結(jié)結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)穩(wěn)定性完全可可以保證。圖6.6結(jié)構(gòu)在恒恒載＋風(fēng)載一作用下失穩(wěn)穩(wěn)模態(tài)圖6.7結(jié)構(gòu)在恒恒載＋風(fēng)載一作用下荷載－－位移曲線（七）相貫節(jié)點(diǎn)強(qiáng)強(qiáng)度驗(yàn)算 STCAD程序具具有對(duì)所有類類型相貫節(jié)點(diǎn)點(diǎn)進(jìn)行近似驗(yàn)驗(yàn)算的功能，我我們采用STCAD對(duì)該結(jié)構(gòu)所所有相貫節(jié)點(diǎn)點(diǎn)（不含鑄鋼鋼節(jié)點(diǎn)）進(jìn)行行強(qiáng)度驗(yàn)算，得得到節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度度最大應(yīng)力比比1.47，強(qiáng)度不足足的相貫節(jié)點(diǎn)點(diǎn)共101個(gè)，分布如如圖7.1所示（紅色色圓圈標(biāo)識(shí)處處），主要分分布在主桁架架上弦轉(zhuǎn)折處處及下弦布置置交叉水平支支撐處，如圖圖7.2所示。顯然然主桁架上弦弦超出應(yīng)力比比的相貫節(jié)點(diǎn)點(diǎn)處于結(jié)構(gòu)受受力最大處，而而在水平支撐撐處由于支撐撐的受力影響響，導(dǎo)致與支支撐連接的桿桿件受力較大大，這些節(jié)點(diǎn)點(diǎn)雖不是結(jié)構(gòu)構(gòu)受力最大處處，但由于主主管的壁厚較較薄、支管受受力相對(duì)較大大，導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)點(diǎn)強(qiáng)度不足，因因此完全有必必要對(duì)所有相相貫節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度度進(jìn)行驗(yàn)算。圖7.1強(qiáng)度不足的的相貫節(jié)點(diǎn)位位置示意 在此我們給出圖77.3所示一處水水平支撐處相相貫節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度度不滿足要求求的節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算算計(jì)算書(shū)，這這些節(jié)點(diǎn)編號(hào)號(hào)為：1021、1070、1084、1085、1145、1147。 這部分節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度校校核過(guò)程如下下：節(jié)點(diǎn)號(hào)10221類型：未定定義主管方向向向量：{.87,,-.45,,.2}連接桿件件信息序號(hào)類型單元元號(hào)型號(hào)緯度角經(jīng)度角最大壓力kN最大拉力kN1主22495P3511X1090.00887.3-6445.9484.002主22494P3511X10-90..0887.3-6226.5472.003支33601P1800X86.500.0-4888.5403.44圖7.2水平支撐處處強(qiáng)度不足的的相貫節(jié)點(diǎn)位位置示意圖7.3部分水平支支撐處強(qiáng)度不不足的相貫節(jié)節(jié)點(diǎn)編號(hào)4支33914P1277X613.11555.5-188.65.25支22516P1277X611.88887.3-199.056.86支33942P1277X67.21122.0-544.249.97支33602P1800X8-5.221180.1-2668.4308.00按T形節(jié)節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算支管號(hào)36011Nccx=-3337.4Nttx=4722.3折減系數(shù).9S=11.45按T形節(jié)節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算支管號(hào)39144Nccx=-2555.6Nttx=3577.8折減系數(shù).9S=00.07按T形節(jié)節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算支管號(hào)25166Nccx=-2554.3Nttx=3566.1折減系數(shù).9S=00.16按T形節(jié)節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算支管號(hào)39422Nccx=-2550.9Nttx=3511.3折減系數(shù).9S=00.22按T形節(jié)節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算支管號(hào)36022Nccx=-3336.6Nttx=4711.2折減系數(shù).9S=00.80承受軸力力與節(jié)點(diǎn)承載載力比1.455節(jié)點(diǎn)號(hào)10770類型：未定定義主管方向向向量：{.88,,-.42,,.2}連接桿件件信息序號(hào)類型單元元號(hào)型號(hào)緯度角經(jīng)度角最大壓力kN最大拉力kN1主22563P3511X1090.00888.8-5223.8320.002主22562P3511X10-90..0888.8-5118.6310.443支33663P1800X86.000.0-1663.3228.774支33912P1277X613.00557.6-533.237.55支22584P1277X611.88888.8-188.250.06支33913P1277X67.61122.4-7..816.57支33601P1800X8-4.881181.8-4888.5403.44按T形節(jié)節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算支管號(hào)36633Nccx=-3441.7Nttx=4788.3折減系數(shù).9S=00.48按T形節(jié)節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算支管號(hào)39122Nccx=-2559.0Nttx=3622.6折減系數(shù).9S=00.21按T形節(jié)節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算支管號(hào)25844Nccx=-2557.8Nttx=3611.0折減系數(shù).9S=00.14按T形節(jié)節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算支管號(hào)39133Nccx=-2554.6Nttx=3566.5折減系數(shù).9S=00.05按T形節(jié)節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算支管號(hào)36011Nccx=-3441.0Nttx=4777.4折減系數(shù).9S=11.43承受軸力力與節(jié)點(diǎn)承載載力比1.433節(jié)點(diǎn)號(hào)10884類型：未定定義主管方向向向量：{.87,,-.45,,.2}連接桿件件信息序號(hào)類型單元元號(hào)型號(hào)緯度角經(jīng)度角最大壓力kN最大拉力kN1主22495P3511X10-90..0887.2-6445.9484.002主22496P3511X1090.00887.2-4003.3246.333支33621P1800X88.300.0-4220.6345.994支33905P1277X613.99550.5-111.40.75支22515P1800X8-56..2887.2-1663.1210.116支22514P1277X611.88887.2-1003.7108.007支33954P1277X65.01127.7-1..76.58支33620P1800X8-6.991180.1-1443.9196.00按T形節(jié)節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算支管號(hào)36211Nccx=-3338.7Nttx=4744.2折減系數(shù).9S=11.24按T形節(jié)節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算支管號(hào)39055Nccx=-2556.5Nttx=3599.1折減系數(shù).9S=00.04按K形節(jié)節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算支管號(hào)25155Nccx=-5991.2Nttx=3366.4折減系數(shù).9S=00.32支管號(hào)25144Nccx=-3336.4Nttx=5911.2折減系數(shù).9S=00.36按T形節(jié)節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算支管號(hào)39544Nccx=-2449.9Nttx=3499.8折減系數(shù).9S=00.02按T形節(jié)節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算支管號(hào)36200Nccx=-3337.6Nttx=4722.7折減系數(shù).9S=00.43承受軸力力與節(jié)點(diǎn)承載載力比1.244節(jié)點(diǎn)號(hào)10885類型：未定定義主管方向向向量：{.88,,-.42,,.2}連接桿件件信息序號(hào)類型單元元號(hào)型號(hào)緯度角經(jīng)度角最大壓力kN最大拉力kN1主22563P3511X10-90..0888.7-5223.8320.002主22564P3511X1090.00888.7-4330.4225.333支33681P1800X87.600.0-1662.2218.114支33903P1277X613.77552.9-177.59.95支22582P1277X611.88888.7-1006.2121.556支22583P1800X8-56..5888.7-2006.7227.117支33904P1277X65.51127.8-6..38.28支33621P1800X8-6.551181.9-4220.6345.99按T形節(jié)節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算支管號(hào)36811Nccx=-3442.8Nttx=4800.0折減系數(shù).9S=00.47按T形節(jié)節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算支管號(hào)39033Nccx=-2559.8Nttx=3633.8折減系數(shù).9S=00.07按K形節(jié)節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算支管號(hào)25822Nccx=-3339.8Nttx=6022.4折減系數(shù).9S=00.38支管號(hào)25833Nccx=-6002.4Nttx=3399.8折減系數(shù).9S=00.36按T形節(jié)節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算支管號(hào)39044Nccx=-2553.6Nttx=3555.0折減系數(shù).9S=00.03按T形節(jié)節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算支管號(hào)36211Nccx=-3442.1Nttx=4788.9折減系數(shù).9S=11.23承受軸力力與節(jié)點(diǎn)承載載力比1.233節(jié)點(diǎn)號(hào)11445類型：未定定義主管方向向向量：{.87,,-.45,,.2}連接桿件件信息序號(hào)類型單元元號(hào)型號(hào)緯度角經(jīng)度角最大壓力kN最大拉力kN1主22496P3511X10-90..0887.2-4003.3246.332主22497P3511X1090.00887.2-2444.867.23支33629P1800X810.1100.0-3994.1271.994支33893P95XX615.00443.4-122.33.45支22513P1800X8-62..7887.1-1227.6174.776支22512P95XX611.88887.2-677.776.47支33894P95XX61.71135.7-0..29.48支33630P1800X8-8.881180.0-966.3133.00按T形節(jié)節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算支管號(hào)36299Nccx=-3449.7Nttx=4899.5折減系數(shù).9S=11.13按T形節(jié)節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算支管號(hào)38933Nccx=-2009.3Nttx=2933.0折減系數(shù).9S=00.06按K形節(jié)節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算支管號(hào)25133Nccx=-5444.2Nttx=2555.2折減系數(shù).9S=00.30支管號(hào)25122Nccx=-2555.2Nttx=5444.2折減系數(shù).9S=00.32按T形節(jié)節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算支管號(hào)38944Nccx=-2002.3Nttx=2833.2折減系數(shù).9S=00.03按T形節(jié)節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算支管號(hào)36300Nccx=-3448.3Nttx=4877.6折減系數(shù).9S=00.28承受軸力力與節(jié)點(diǎn)承載載力比1.133節(jié)點(diǎn)號(hào)11447類型：未定定義主管方向向向量：{.88,,-.42,,.2}連接桿件件信息序號(hào)類型單元元號(hào)型號(hào)緯度角經(jīng)度角最大壓力kN最大拉力kN1主22564P3511X10-90..0888.7-4330.4225.332主22565P3511X1090.00888.7-3229.4136.883支33699P1800X89.400.0-1441.4176.004支33891P95XX614.77445.9-122.310.85支22580P95XX611.88888.7-677.685.76支22581P1800X8-63..0888.7-1886.9193.447支33892P95XX62.41135.6-9..513.78支33629P1800X8-8.441181.9-3994.1271.99按T形節(jié)節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算支管號(hào)36999Nccx=-3447.9Nttx=4877.1折減系數(shù).9S=00.41按T形節(jié)節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算支管號(hào)38911Nccx=-2008.5Nttx=2911.8折減系數(shù).9S=00.06按K形節(jié)節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算支管號(hào)25800Nccx=-2553.8Nttx=5477.0折減系數(shù).9S=00.35支管號(hào)25811Nccx=-5447.0Nttx=2533.8折減系數(shù).9S=00.34按T形節(jié)節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算支管號(hào)38922Nccx=-2001.8Nttx=2822.5折減系數(shù).9S=00.05按T形節(jié)節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算支管號(hào)36299Nccx=-3447.0Nttx=4855.8折減系數(shù).9S=11.14承受軸力力與節(jié)點(diǎn)承載載力比1.144由于上述節(jié)點(diǎn)連接接桿件數(shù)量較較多，我國(guó)現(xiàn)現(xiàn)行《鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB500017-20003并沒(méi)有規(guī)定定這種類型相相貫節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度度驗(yàn)算公式，STCAD采用近似算算法對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)進(jìn)行了校核，具具有一定參考考價(jià)值。主桁桁架節(jié)點(diǎn)有限限元分析及焊焊縫驗(yàn)算參見(jiàn)見(jiàn)附件二。（八）包絡(luò)設(shè)計(jì)和和總裝分析本工程上部鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)支承于下部部混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)上，二者形形成一個(gè)整體體結(jié)構(gòu)，整個(gè)個(gè)體育場(chǎng)為一一橢圓形的封封閉結(jié)構(gòu)，橢橢圓長(zhǎng)軸約3360m，短短軸約3100m，結(jié)構(gòu)寬寬度約88mm，就整體結(jié)結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，上上部鋼結(jié)構(gòu)與與下部支承混混凝土結(jié)構(gòu)在在荷載、地震震、溫度作用用下，二者必必定相互影響響，單純獨(dú)立立的分析鋼結(jié)結(jié)構(gòu)或混凝土土結(jié)構(gòu)都存在在二者連接處處模型假設(shè)的的問(wèn)題，如果果假設(shè)不當(dāng)，可可能帶來(lái)較大大的分析誤差差，使分析結(jié)結(jié)果不能反應(yīng)應(yīng)結(jié)構(gòu)的實(shí)際際受力狀況，導(dǎo)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)存在在安全隱患。因因此將上部鋼鋼結(jié)構(gòu)與下部部混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)作為整體進(jìn)進(jìn)行總裝分析析完全有必要要。 單純對(duì)鋼結(jié)構(gòu)分析析來(lái)說(shuō)，存在在支座邊界假假設(shè)等情況，上上部鋼結(jié)構(gòu)的的受力特性與與支座處邊界界假設(shè)存在很很大的關(guān)系，實(shí)實(shí)際結(jié)構(gòu)中，由由于下部混凝凝土結(jié)構(gòu)的剛剛度有限，所所有對(duì)于鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的支承肯肯定是彈性的的，不是理想想的不動(dòng)鉸支支承或固定支支承。由于混混凝土材料存存在收縮、徐徐變、裂縫、長(zhǎng)長(zhǎng)期剛度退化化等特性，即即使對(duì)整體結(jié)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析析也不能完全全準(zhǔn)確地反映映混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)對(duì)上部鋼結(jié)結(jié)構(gòu)彈性剛度度。因此有必必要對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)進(jìn)行包絡(luò)設(shè)計(jì)計(jì)。 包絡(luò)設(shè)計(jì)的概念就就是由于上部部鋼結(jié)構(gòu)的受受力依賴于下下部混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)的支承及及支承剛度（包包括水平支承承剛度及轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)約束剛度）的的大小，而由由于下部支承承結(jié)構(gòu)的復(fù)雜雜性，其支承承剛度難以精精確確定時(shí)，可可以對(duì)上部結(jié)結(jié)構(gòu)分析時(shí)采采用兩種或多多種支承情況況進(jìn)行分析，使使結(jié)構(gòu)在整個(gè)個(gè)設(shè)計(jì)周期內(nèi)內(nèi)的邊界條件件均處于上述述兩種或多種種支承情況之之間，這就是是所謂的包絡(luò)絡(luò)設(shè)計(jì)。最簡(jiǎn)簡(jiǎn)單的包絡(luò)設(shè)設(shè)計(jì)就是先將將支座假設(shè)為為固定鉸再將將支座假設(shè)為為固定端，但但這種包絡(luò)方方式不能反映映下部支承結(jié)結(jié)構(gòu)的水平支支承剛度大小小的影響，只只能反映下部部結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)約約束剛度影響響。針對(duì)本工工程上部鋼結(jié)結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)最好好的設(shè)計(jì)方式式是對(duì)上部結(jié)結(jié)構(gòu)先按某種種（或某幾種種假設(shè)）進(jìn)行行優(yōu)化設(shè)計(jì)（或或包絡(luò)優(yōu)化設(shè)設(shè)計(jì)），然后后對(duì)整體結(jié)構(gòu)構(gòu)進(jìn)行總裝分分析，在總裝裝分析時(shí)最好好也采用兩種種或多種模型型假