米跨網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)匯報(bào)

金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)匯報(bào)

2023/3/221（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(tuán)有限責(zé)任公司，是集休閑、娛樂(lè)、會(huì)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(huì)議使用。設(shè)計(jì)使用年限50年。由于本工程的重要性，設(shè)計(jì)時(shí)安全等級(jí)按一級(jí)考慮，抗震設(shè)防烈度提高一度按8度設(shè)防。2023/3/222（二）設(shè)計(jì)依據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)

《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》 GB50068－2001《建筑工程抗震設(shè)防分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)》 GB50223－2008《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》 GB50009－2001（2006年版）《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB50011－2001（2008年版）《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB50017－2003《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(jì)與施工規(guī)程》 JGJ7－91《網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》 JGJ61－20032023/3/223（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2.0~5.0KN/M2基本風(fēng)壓：（重現(xiàn)期100年）0.60KN/M2

（風(fēng)荷載體形系數(shù)按規(guī)范和數(shù)值風(fēng)洞結(jié)果確定）基本雪壓：（重現(xiàn)期100年）0.40KN/M2設(shè)計(jì)溫差：±3002023/3/224（四）荷載組合1.2恒載+1.4均布活載1.2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(fēng)荷載1.2恒載+1.4X0.7均布活載+1.4風(fēng)荷載1.35恒載+1.4X0.7均布活載+1.4X0.6風(fēng)荷載2023/3/2251.2恒載+1.4半跨上下弦活載+1.4X0.6風(fēng)荷載1.2恒載+1.4X0.7半跨上下弦活載+1.4風(fēng)荷載1.35恒載+1.4X0.7半跨上下弦活載+1.4X0.6風(fēng)載1.0恒載+1.4風(fēng)載（此時(shí)恒載按0.5KN考慮）1.2恒載+1.4風(fēng)載（此時(shí)恒載按1.5KN考慮）1.2恒載+0.6活載+1.3X向地震（此時(shí)吊掛計(jì)入恒載）1.2恒載+0.6活載+1.3Y向地震（此時(shí)吊掛計(jì)入恒載）1.2恒載+0.6活載+1.3Z向地震（此時(shí)吊掛計(jì)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（-）2023/3/226（五）計(jì)算軟件與設(shè)計(jì)參數(shù)主要計(jì)算軟件1.空間結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì)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(jì)軟件SATWE設(shè)計(jì)參數(shù)桿件控制應(yīng)力：252Mpa(應(yīng)力比：0.8)桿件長(zhǎng)細(xì)比：150（按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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2023/3/227建筑平面2023/3/228建筑立面2023/3/229建筑剖面2023/3/2210結(jié)構(gòu)選型支承屋蓋的的結(jié)構(gòu)采用用鋼框架，，其中鋼柱柱采用圓鋼鋼管，分為為內(nèi)圈和外外圈。兩圈圈鋼管柱頭頭均設(shè)環(huán)向向拉梁，內(nèi)內(nèi)外圈柱之之間設(shè)徑向向拉梁，均均為焊接H型鋼截面，，下部結(jié)構(gòu)構(gòu)整體剛度度大，抗水水平力能力力強(qiáng)。屋蓋結(jié)構(gòu)的的造型決定定了采用空空間網(wǎng)架結(jié)結(jié)構(gòu)為最佳佳方案，考考慮到下弦弦吊掛荷載載較重，螺螺栓球網(wǎng)架架常用的基基準(zhǔn)孔設(shè)吊吊桿的方式式難以滿足足要求；并并考慮建筑筑的重要性性，采用安安全度更大大的焊接球球節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架架。2023/3/1611焊接球網(wǎng)架架在工程中中的應(yīng)用實(shí)實(shí)例-12023/3/1612焊接球網(wǎng)架架在工程中中的應(yīng)用實(shí)實(shí)例-22023/3/1613網(wǎng)架設(shè)計(jì)計(jì)要點(diǎn)1、結(jié)構(gòu)建建模起點(diǎn)往往往決定事事物的成成敗2、計(jì)算中中的人工工調(diào)整概念設(shè)計(jì)計(jì)與構(gòu)造造措施重重于計(jì)算算3、結(jié)構(gòu)冗冗余度與與魯棒性性結(jié)構(gòu)需要要意外狀狀態(tài)下足足夠小的的垮塌概概率4、非標(biāo)節(jié)節(jié)點(diǎn)與支支座設(shè)計(jì)計(jì)傳力明確確合理的的節(jié)點(diǎn)，，符合計(jì)計(jì)算假定定的支座座2023/3/1614結(jié)構(gòu)建模模要點(diǎn)好的網(wǎng)架架模型首首先要有有明確的的傳力路路徑，足足夠的超超靜定次次數(shù)；其其次要有有合理的的網(wǎng)格劃劃分方式式，在經(jīng)經(jīng)濟(jì)性與與方便施施工中間間尋找一一個(gè)平衡衡點(diǎn)；還還要考慮慮網(wǎng)格的的統(tǒng)一性性，為加加工制作作帶來(lái)方方便。本工程共有節(jié)節(jié)點(diǎn)2200個(gè)，桿件8886根，設(shè)計(jì)后節(jié)節(jié)點(diǎn)類(lèi)型共8種，桿件類(lèi)型型共309種，結(jié)構(gòu)整體體對(duì)稱優(yōu)美，，且加工施工工都較為方便便。2023/3/1615計(jì)算中的人工工調(diào)整網(wǎng)架設(shè)計(jì)滿應(yīng)應(yīng)力優(yōu)化帶來(lái)來(lái)的缺點(diǎn)是顯顯而易見(jiàn)的：：所有桿件的的應(yīng)力都基本本用足的話，，如果有一根根桿件失效，，必然帶來(lái)其其他桿件的超超應(yīng)力，有可可能帶來(lái)結(jié)構(gòu)構(gòu)的連續(xù)破壞壞。結(jié)構(gòu)的重要部部位如支座處處桿件，安全全度理應(yīng)比其其他地方更大大，需要人工工進(jìn)行調(diào)整。。對(duì)網(wǎng)架整體進(jìn)進(jìn)行概念分析析，作為其他他部分支承體體系的部位，，如下部環(huán)向向桿件和分層層處的環(huán)桿和和豎桿，人工工進(jìn)行加強(qiáng)。。2023/3/1616結(jié)構(gòu)的冗余度度與魯棒性在罕遇地震、、火災(zāi)、爆炸炸、撞擊等意意外情況下，，必然會(huì)有部部分桿件失效效，這時(shí)結(jié)構(gòu)構(gòu)的備用傳力力路徑就會(huì)發(fā)發(fā)揮作用。根據(jù)德國(guó)MERO公司的規(guī)程，，設(shè)計(jì)中如果果考慮一根桿桿件斷掉之后后的情況，結(jié)結(jié)構(gòu)整體安全全度滿足大于于1即可。本工程最重要要的桿件是支支座處的環(huán)向向拉桿，設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)考慮如果果環(huán)向拉桿失失效后，其余余桿件在標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值荷載下無(wú)無(wú)超應(yīng)力桿件件，防止了結(jié)結(jié)構(gòu)的連續(xù)垮垮塌。2023/3/1617非標(biāo)節(jié)點(diǎn)與支座設(shè)設(shè)計(jì)在本工程下弦吊掛掛荷載較大，普通通焊接球節(jié)點(diǎn)無(wú)法法滿足要求，我們們采用了有充分使使用經(jīng)驗(yàn)和試驗(yàn)結(jié)結(jié)果的非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)，例如雙肋球節(jié)節(jié)點(diǎn)和鋼管貫通節(jié)節(jié)點(diǎn)。支座作為結(jié)構(gòu)最重重要的部分之一，，采用萬(wàn)向抗震球球鉸支座，與計(jì)算算支座假定完全符符合。2023/3/1618鋼管貫通節(jié)點(diǎn)2023/3/1619抗震球鉸支座節(jié)點(diǎn)點(diǎn)2023/3/1620抗震球鉸支座構(gòu)造造2023/3/1621主要分析計(jì)算結(jié)果本工程采用三種不同的的軟件進(jìn)行整體體計(jì)算，其中采采用SATWE對(duì)上部網(wǎng)架采取取簡(jiǎn)化處理，MST與SAP2000均采用整體模型型進(jìn)行分析，主主要計(jì)算結(jié)果如如下：2023/3/1622結(jié)構(gòu)計(jì)算空間模模型2023/3/1623整體豎向向變形2023/3/1624整體水平平變形2023/3/1625第一振型2023/3/1626第三振型2023/3/1627滿布荷載下一階屈屈曲模態(tài)2023/3/1628半跨荷載下一階屈屈曲模態(tài)2023/3/1629結(jié)構(gòu)整體豎豎向最大位位移（最大大值120mm）2023/3/1630結(jié)構(gòu)整體水平平最大位移（（最大值52mm）2023/3/1631表2：周期與地震震力自振周期(S)第一扭轉(zhuǎn)周期與第一平動(dòng)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%2023/3/1632風(fēng)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(fēng)Y向風(fēng)X