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1、2020/10/24,1,金帐网壳结构设计汇报,2020/10/24,2,（一）工程概况,本工程位于内蒙古鄂尔多斯市康巴什新区，投资方为内蒙古大正传媒投资集团有限责任公司，是集休闲、娱乐、会议、演出为一体的大型公共建筑。地下三层，地上一层，地上部分中间为跨度99米的大空间供表演、会议使用。设计使用年限50年。 由于本工程的重要性，设计时安全等级按一级考虑，抗震设防烈度提高一度按8度设防。,2020/10/24,3,（二）设计依据和标准 建筑结构可靠度设计统一标准GB500682001 建筑工程抗震设防分类标准GB502232008 建筑结构荷载规范GB500092001（2006年版） 建筑抗
2、震设计规范GB500112001（2008年版） 钢结构设计规范GB500172003 型钢混凝土组合结构技术规程 JGJ138-2001 高层民用建筑钢结构技术规程 JGJ99-98 网架结构设计与施工规程JGJ791 网壳结构技术规程JGJ612003,2020/10/24,4,（三）荷载取值 上弦屋面恒载：1.5KN/M2 上弦屋面活载：0.7KN/M2 下弦吊挂恒载：1.5KN/M2 下弦吊挂活载：按荷载图2.05.0KN/M2 基本风压：（重现期100年） 0.60 KN/M2 （风荷载体形系数按规范和数值风洞结果确定） 基本雪压：（重现期100年） 0.40KN/M2 设计温差：3
3、00,2020/10/24,5,（四）荷载组合 1.2恒载+1.4均布活载 1.2恒载+1.4半跨上下弦活载 1.35恒载+1.4X0.7均布活载 1.35恒载+1.4X0.7半跨上下弦活载 1.2恒载+1.4均布活载+1.4X0.6风荷载 1.2恒载+1.4X0.7均布活载+1.4风荷载 1.35恒载+1.4X0.7均布活载+1.4X0.6风荷载,2020/10/24,6,1.2恒载+1.4半跨上下弦活载+1.4X0.6风荷载 1.2恒载+1.4X0.7半跨上下弦活载+1.4风荷载 1.35恒载+1.4X0.7半跨上下弦活载+1.4X0.6风载 1.0恒载+1.4风载（此时恒载按0.5KN考
4、虑） 1.2恒载+1.4风载（此时恒载按1.5KN考虑） 1.2恒载+0.6活载+1.3X向地震（此时吊挂计入恒载） 1.2恒载+0.6活载+1.3Y向地震（此时吊挂计入恒载） 1.2恒载+0.6活载+1.3Z向地震（此时吊挂计入恒载） 1.2恒载+1.4活载+1.4温度（+） 1.2恒载+1.4活载+1.4温度（-）,2020/10/24,7,（五）计算软件与设计参数 主要计算软件 1.空间结构分析设计软件MST2008版。 2.结构分析通用有限元软件SAP2000V9中文版。 3.多高层建筑结构分析设计软件SATWE 设计参数 杆件控制应力：252Mpa ( 应力比：0.8 ) 杆件长细比
5、：150（按钢结构设计规范取值） （六）材料选取 考虑所处低温地区，采用Q345C低合金结构钢,2020/10/24,8,建筑平面,2020/10/24,9,建筑立面,2020/10/24,10,建筑剖面,2020/10/24,11,结构选型 支承屋盖的结构采用钢框架，其中钢柱采用圆钢管，分为内圈和外圈。两圈钢管柱头均设环向拉梁，内外圈柱之间设径向拉梁，均为焊接H型钢截面，下部结构整体刚度大，抗水平力能力强。 屋盖结构的造型决定了采用空间网架结构为最佳方案，考虑到下弦吊挂荷载较重，螺栓球网架常用的基准孔设吊杆的方式难以满足要求；并考虑建筑的重要性，采用安全度更大的焊接球节点网架。,2020/1
6、0/24,12,焊接球网架在工程中的应用实例 -1,2020/10/24,13,焊接球网架在工程中的应用实例 -2,2020/10/24,14,网架设计要点 1、结构建模 起点往往决定事物的成败 2、计算中的人工调整 概念设计与构造措施重于计算 3、结构冗余度与鲁棒性 结构需要意外状态下足够小的垮塌概率 4、非标节点与支座设计 传力明确合理的节点，符合计算假定的支座,2020/10/24,15,结构建模要点 好的网架模型首先要有明确的传力路径，足够的超静定次数；其次要有合理的网格划分方式，在经济性与方便施工中间寻找一个平衡点；还要考虑网格的统一性，为加工制作带来方便。 本工程共有节点2200个
7、，杆件8886根，设计后节点类型共8种，杆件类型共309种，结构整体对称优美，且加工施工都较为方便。,2020/10/24,16,计算中的人工调整 网架设计满应力优化带来的缺点是显而易见的：所有杆件的应力都基本用足的话，如果有一根杆件失效，必然带来其他杆件的超应力，有可能带来结构的连续破坏。 结构的重要部位如支座处杆件，安全度理应比其他地方更大，需要人工进行调整。 对网架整体进行概念分析，作为其他部分支承体系的部位，如下部环向杆件和分层处的环杆和竖杆，人工进行加强。,2020/10/24,17,结构的冗余度与鲁棒性 在罕遇地震、火灾、爆炸、撞击等意外情况下，必然会有部分杆件失效，这时结构的备用
8、传力路径就会发挥作用。 根据德国MERO公司的规程，设计中如果考虑一根杆件断掉之后的情况，结构整体安全度满足大于1即可。 本工程最重要的杆件是支座处的环向拉杆，设计时考虑如果环向拉杆失效后，其余杆件在标准值荷载下无超应力杆件，防止了结构的连续垮塌。,2020/10/24,18,非标节点与支座设计 在本工程下弦吊挂荷载较大，普通焊接球节点无法满足要求，我们采用了有充分使用经验和试验结果的非标准节点，例如双肋球节点和钢管贯通节点。 支座作为结构最重要的部分之一，采用万向抗震球铰支座，与计算支座假定完全符合。,2020/10/24,19,钢管贯通节点,2020/10/24,20,抗震球铰支座节点,2
9、020/10/24,21,抗震球铰支座构造,2020/10/24,22,主要分析计算结果 本工程采用三种不同的软件进行整体计算，其中采用SATWE对上部网架采取简化处理，MST与SAP2000均采用整体模型进行分析，主要计算结果如下：,2020/10/24,23,结构计算空间模型,2020/10/24,24,整体竖向变形,2020/10/24,25,整体水平变形,2020/10/24,26,第一振型,2020/10/24,27,第三振型,2020/10/24,28,满布荷载下一阶屈曲模态,2020/10/24,29,半跨荷载下一阶屈曲模态,2020/10/24,30,结构整体竖向最大位移（最大值120mm）,2020/10/24,31,结构整体水平最大位移（最大值52mm）,2020/10/24,32,表2：周期与地震力,2020/10/24,33,表5：风荷载及地震作用下作用下最大层间位移角,表6：最大层间位移与平均层间位移的比值,2020/10/24,34,谢谢大家！,
