某会展中心屋盖钢结构受力性态分析
发布时间：2021-12-31 01:43
某会展中心屋盖与立面幕墙形成一体,呈单轴对称椭球形,屋顶椭圆中心与底部平面椭圆沿长轴偏置。屋盖跨度约为95 m×70 m,采用设有径向主桁架、内外环桁架以及屋面支撑系统的双层钢网壳结构。幕墙部分采用带平面内支撑的主次梁钢结构。主要介绍了屋盖结构体系的选型与布置、设计依据与荷载选取以及结构分析结果,重点对结构的受力性态、关键构件计算长度等问题进行了详细的解析。最后采用ABAQUS软件进行了结构整体稳定性分析。
【文章来源】：广东土木与建筑. 2019,26(04)
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
建筑首层平面图Fig.1FloorPlanoftheFirstFloor56554241950305760431591906885
作者简介：薛晓娟（1987-），女，硕士，工程师，主要从事结构设计工作。E-mail：510183887@qq.com1工程概况某会展中心地上4层，首层主要功能为展览，2层为商场、活动看台等，3层为预留看台夹层，4层为设备夹层。建筑平面呈椭圆形（见图1），平面尺寸约为113m×82m。立面整体造型呈椭球状，单轴对称，整个曲面由圆心沿长轴方向移动的多个大小不同且标高不同的椭圆组成，顶部椭圆圆心偏置于平面的一侧，屋盖与立面幕墙形成一体，幕墙底部支承于2层结构悬挑梁上（见图2），悬挑梁跨度约为3m，屋盖跨度约为95m×70m。2屋盖结构选型与布置本结构由屋盖、下部看台结构以及外围幕墙结构组成。屋盖水平投影呈椭圆形，长轴方向跨度约为95m，短轴方向跨度约为70m，屋顶标高为35m，檐口标高27m，矢高8m，矢跨比1∶11。根据屋面的建筑形态及下部结构可以提供的支承条件，采用双层网壳结构［1］，结构体系由30榀径向主桁架、内环桁架、外环桁架、环梁以及交叉支撑等组成（见图3、图4）。内外环桁架及径向主桁架作为主受力结构承担屋面荷载，为增强屋盖平面内抗扭刚度，设置环梁和屋面支撑系统，为提高径向桁架平面外的稳定性，在桁架下弦杆处设置竖向隅撑。径向桁架结构高度为3m，外环桁架支承于混凝土圈梁上，对应每榀径向桁架设置30个单向滑动铰支座，沿径向滑动。环梁水平间距约6m，内环立体桁架外围尺寸为14.5m×19.5m，内环桁架以内为玻璃顶，采用单层网壳结构。屋盖杆件均采用圆钢管截面，关键构件的最大截面如表1所示。立面幕墙的顶部与屋盖结构相切，采用主次梁钢结?
表1关键构件的最大截面Tab.1TheLargestSectionoftheKeyElements位置杆件截面径向桁架上弦P325×16下弦P273×12支座腹杆P273×12外环桁架上弦P152×10下弦P560×16内环桁架上弦P500×16下弦P299×12其他环杆P203×10交叉支撑P30图4屋面结构平面图Fig.4RoofStructurePlan2019年4月第26卷第4期薛晓娟：某会展中心屋盖钢结构受力性态分析APR2019Vol.26No．4訳第1振型图5结构前4阶振型图Fig.5VibrationModesoftheWholeStructure訵第3振型訶第4振型訴第2振型3设计依据及荷载选取本结构设计使用年限为50年，结构安全等级为二级。荷载取值如下［2］：⑴结构自重：由程序自动加载并计算；⑵附加恒荷载：0.8kN/m2；⑶活荷载：0.5kN/m2，分满跨活荷载和半跨活荷载施加；⑷屋盖部分马道、灯具、音响等吊挂荷载：分两种工况施加，一种为均布吊挂荷载0.5kN/m2；一种为按建筑图提供的设备吊挂荷载施加，集中于屋盖中间区域；⑸风荷载：50年一遇的基本风压为0.45kN/m2，地面粗糙度按B类，建筑体形系数取1.3（屋盖部分风吸力体形系数-1.3），风载风振系数和风压高度变化系数按《建筑结构荷载规范》要求取值；⑹地震作用：设防烈度为7度（0.1g），设计地震分组为第三组，场地类别为Ⅲ类，特征周期为Tg=0.65s。抗震设防类别属于乙类，按上述参数进行地震作用计算，按8度采取抗震措施，考虑竖向地震作用；⑺温度作用：由于本项目所处地区全年温差小于10℃，因此设计中考虑±10℃的温度作用。4屋盖结构分析4.1
【参考文献】：
期刊论文
[1]重庆巴南新建体育馆大跨度钢屋盖及悬挂看台结构设计[J]. 高鸣,景志涛. 建筑结构. 2018(20)
[2]某室内主题乐园大跨屋盖钢结构分析与设计[J]. 郑春林,王宏斌,刘向阳,张煜,葛万煜,丁继永. 建筑结构. 2018(17)
[3]某水乐园项目大跨度钢结构屋盖结构设计[J]. 邹勇强,廖耘,李华荣,张俊毫. 广东土木与建筑. 2018(07)
[4]双层曲面球形网壳结构支座刚度研究[J]. 刘莉,王聚超,张世翔. 钢结构. 2016(11)
[5]超高层结构钢管柱计算长度的分析探讨[J]. 焦柯,吴桂广. 建筑结构. 2013(S1)
[6]北京大学体育馆钢屋盖预应力桁架壳体结构分析的几个关键问题[J]. 丁洁民,何志军. 建筑结构学报. 2006(04)
本文编号：3559385
【文章来源】：广东土木与建筑. 2019,26(04)
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
建筑首层平面图Fig.1FloorPlanoftheFirstFloor56554241950305760431591906885
作者简介：薛晓娟（1987-），女，硕士，工程师，主要从事结构设计工作。E-mail：510183887@qq.com1工程概况某会展中心地上4层，首层主要功能为展览，2层为商场、活动看台等，3层为预留看台夹层，4层为设备夹层。建筑平面呈椭圆形（见图1），平面尺寸约为113m×82m。立面整体造型呈椭球状，单轴对称，整个曲面由圆心沿长轴方向移动的多个大小不同且标高不同的椭圆组成，顶部椭圆圆心偏置于平面的一侧，屋盖与立面幕墙形成一体，幕墙底部支承于2层结构悬挑梁上（见图2），悬挑梁跨度约为3m，屋盖跨度约为95m×70m。2屋盖结构选型与布置本结构由屋盖、下部看台结构以及外围幕墙结构组成。屋盖水平投影呈椭圆形，长轴方向跨度约为95m，短轴方向跨度约为70m，屋顶标高为35m，檐口标高27m，矢高8m，矢跨比1∶11。根据屋面的建筑形态及下部结构可以提供的支承条件，采用双层网壳结构［1］，结构体系由30榀径向主桁架、内环桁架、外环桁架、环梁以及交叉支撑等组成（见图3、图4）。内外环桁架及径向主桁架作为主受力结构承担屋面荷载，为增强屋盖平面内抗扭刚度，设置环梁和屋面支撑系统，为提高径向桁架平面外的稳定性，在桁架下弦杆处设置竖向隅撑。径向桁架结构高度为3m，外环桁架支承于混凝土圈梁上，对应每榀径向桁架设置30个单向滑动铰支座，沿径向滑动。环梁水平间距约6m，内环立体桁架外围尺寸为14.5m×19.5m，内环桁架以内为玻璃顶，采用单层网壳结构。屋盖杆件均采用圆钢管截面，关键构件的最大截面如表1所示。立面幕墙的顶部与屋盖结构相切，采用主次梁钢结?
表1关键构件的最大截面Tab.1TheLargestSectionoftheKeyElements位置杆件截面径向桁架上弦P325×16下弦P273×12支座腹杆P273×12外环桁架上弦P152×10下弦P560×16内环桁架上弦P500×16下弦P299×12其他环杆P203×10交叉支撑P30图4屋面结构平面图Fig.4RoofStructurePlan2019年4月第26卷第4期薛晓娟：某会展中心屋盖钢结构受力性态分析APR2019Vol.26No．4訳第1振型图5结构前4阶振型图Fig.5VibrationModesoftheWholeStructure訵第3振型訶第4振型訴第2振型3设计依据及荷载选取本结构设计使用年限为50年，结构安全等级为二级。荷载取值如下［2］：⑴结构自重：由程序自动加载并计算；⑵附加恒荷载：0.8kN/m2；⑶活荷载：0.5kN/m2，分满跨活荷载和半跨活荷载施加；⑷屋盖部分马道、灯具、音响等吊挂荷载：分两种工况施加，一种为均布吊挂荷载0.5kN/m2；一种为按建筑图提供的设备吊挂荷载施加，集中于屋盖中间区域；⑸风荷载：50年一遇的基本风压为0.45kN/m2，地面粗糙度按B类，建筑体形系数取1.3（屋盖部分风吸力体形系数-1.3），风载风振系数和风压高度变化系数按《建筑结构荷载规范》要求取值；⑹地震作用：设防烈度为7度（0.1g），设计地震分组为第三组，场地类别为Ⅲ类，特征周期为Tg=0.65s。抗震设防类别属于乙类，按上述参数进行地震作用计算，按8度采取抗震措施，考虑竖向地震作用；⑺温度作用：由于本项目所处地区全年温差小于10℃，因此设计中考虑±10℃的温度作用。4屋盖结构分析4.1
【参考文献】：
期刊论文
[1]重庆巴南新建体育馆大跨度钢屋盖及悬挂看台结构设计[J]. 高鸣,景志涛. 建筑结构. 2018(20)
[2]某室内主题乐园大跨屋盖钢结构分析与设计[J]. 郑春林,王宏斌,刘向阳,张煜,葛万煜,丁继永. 建筑结构. 2018(17)
[3]某水乐园项目大跨度钢结构屋盖结构设计[J]. 邹勇强,廖耘,李华荣,张俊毫. 广东土木与建筑. 2018(07)
[4]双层曲面球形网壳结构支座刚度研究[J]. 刘莉,王聚超,张世翔. 钢结构. 2016(11)
[5]超高层结构钢管柱计算长度的分析探讨[J]. 焦柯,吴桂广. 建筑结构. 2013(S1)
[6]北京大学体育馆钢屋盖预应力桁架壳体结构分析的几个关键问题[J]. 丁洁民,何志军. 建筑结构学报. 2006(04)
本文编号：3559385
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