1、2022/7/221 金網殼結構設計匯報 2022/7/222（一）工程概況 本工程位于內蒙古鄂爾多斯市康巴什新區，投資方為內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。設計使用年限50年。 由于本工程的重要性，設計時安全等級按一級考慮，抗震設防烈度提高一度按8度設防。（二）設計依據和標準 建筑結構可靠度設計統一標準GB500682001建筑工程抗震設防分類標準GB502232008建筑結構荷載規范GB500092001（2006年版）建筑抗震設計規范GB500112001（2008年版

2、）鋼結構設計規范GB500172003型鋼混凝土組合結構技術規程 JGJ138-2001 高層民用建筑鋼結構技術規程 JGJ99-98 網架結構設計與施工規程JGJ791網殼結構技術規程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：（重現期100年） 0.60 KN/M2 （風荷載體形系數按規范和數值風洞結果確定）基本雪壓：（重現期100年） 0.40KN/M2設計溫差：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）計算軟件與設計參數主要計算軟件1.空間結構分析設計軟件MST2008版。2.結構分析通用有限元軟件SAP2000V9中文版。3.多高層建筑結構分析設計軟件SATWE設計參數桿件控制應力：252Mpa ( 應力比：0.8 ) 桿件長細比：150（按鋼結構設計規范取值）（六）材料選取考慮所處低溫地區，采用Q345C低合金結構鋼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結構選型支承屋蓋的結構采用鋼框架，其中鋼柱采用圓鋼管，分為內圈和外圈。兩圈鋼管柱頭均設環向拉梁，內外圈柱之間設徑向拉梁，均為焊接H型鋼截面，下部結構整體剛度大，抗水平力能力強。屋蓋結構的造型決定了采用空間網架結構為最佳方案，考慮到下弦吊掛荷載較重，螺栓球網架常用的基準孔設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點網架。2022/7/2211焊接球網架在工程中的應用實例 -12022/7/2212焊接球網架在工程中的應用實例 -22022/7/2213網架設計要點1、結構建模 起點往往決定事物的成敗2、計算中的

6、人工調整 概念設計與構造措施重于計算3、結構冗余度與魯棒性 結構需要意外狀態下足夠小的垮塌概率4、非標節點與支座設計 傳力明確合理的節點，符合計算假定的支座2022/7/2214結構建模要點 好的網架模型首先要有明確的傳力路徑，足夠的超靜定次數；其次要有合理的網格劃分方式，在經濟性與方便施工中間尋找一個平衡點；還要考慮網格的統一性，為加工制作帶來方便。 本工程共有節點2200個，桿件8886根，設計后節點類型共8種，桿件類型共309種，結構整體對稱優美，且加工施工都較為方便。2022/7/2215計算中的人工調整 網架設計滿應力優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，有可能帶來結構的連續破壞。 結構的重要部位如支座處桿件，安全度理應比其他地方更大，需要人工進行調整。 對網架整體進行概念分析，作為其他部分支承體系的部位，如下部環向桿件和分層處的環桿和豎桿，人工進行加強。2022/7/2216結構的冗余度與魯棒性 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，這時結構的備用傳力路徑就會發揮作用。 根據德國MERO公司的規程，設計中如果考慮一根桿件斷掉之后的情況，結構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向拉桿，設計時考慮如果環向拉桿失效后，其余桿件在標準值荷載下無超應力桿件，防止了結構

8、的連續垮塌。2022/7/2217非標節點與支座設計 在本工程下弦吊掛荷載較大，普通焊接球節點無法滿足要求，我們采用了有充分使用經驗和試驗結果的非標準節點，例如雙肋球節點和鋼管貫通節點。 支座作為結構最重要的部分之一，采用萬向抗震球鉸支座，與計算支座假定完全符合。2022/7/2218鋼管貫通節點2022/7/2219抗震球鉸支座節點2022/7/2220抗震球鉸支座構造2022/7/2221主要分析計算結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，主要計算結果如下：2022/7/2222結構計算空間模型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2022/7/2228半跨荷載下一階屈曲模態2022/7/2229結構整體豎向最大位移（最大值120mm）2022/7/2230結構整體水平最大位移（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