大跨度拱形钢结构稳定及支座设计

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1、大跨度拱形钢结构稳定及支座设计广州市设计院广州510620对大跨度拱形结构方案进行计算对比，采用空间桁架结构，节省用钢量。通过整体稳定性分析，在满足使用功能的前提下，选择合理的面外支撑。针对木工程的拱脚反力特点，选择合理的支座方式，提高了实际受力与计算模型假设的一致性，取得了良好的效果。关键词：钢结构；大跨度拱；稳定StabilityandsupportdesignoflargespanarchsteelZhoukai，Lancheng，Xiongwei,Hanjianqiang，Wangweiming，(GuangzhouDesignInstit

2、ute，Guangzhou510620)Abstract：Thecalculationandcomparisonofthelargespanarchstructureiscarriedout，andthespacetrussstructureisadoptedtosavesteel.Throughtheoverallstabilityanalysis,inthepremiseofmeetingtheuseoffunctions,theselectionofreasonableexternalsupport.lnviewofthecharacteri

3、sticsoftheantistressofthearchfootinthisproject,thereasonablesupportmethodischosen,andtheconsistencyoftheactualforceandthecalculationmodelisimproved.Keywords：Steelstructure；Largespanarch；Stable1工程概况国际马戏新馆位于珠海横琴长隆海洋王国东侧。拟作为2015年举办国际马戏节的主场馆之一，项目效果图详1.1-1。木工程结构采用钢拱桁架加索膜结构形式，主要由尾部6

4、榀钢桁架拱及头部6根钢立柱组成。头部六根立柱通过拉索拉结在钢拱桁架上。桁架最高点为30m，钢柱最高点为38.5m，桁架最大跨度75.06m。图1.1-1整体效果图2结构整体选型研究根据本工程的特点，拱圈可考虑的结构形式主要奋单根圆钢管拱结构和空间桁架拱形式。针对这两种结构形式分别进行了计算。计算软件采用MidasgenS.36。根据计算结果并综合施工、安全、经济等各方面进行综合比较与选择。2.1两种结构形式计算模型2.1.1单根圆钢管拱结构计算模型单根圆钢管拱的结构形式为主拱圈为-根圆钢管，钢管底部铰接，建筑造型及表演通道都设置在这根主钢管上，计算

5、模型如图2.1-1。图2.1-1单根圆钢管拱计算模型2.1.2空间桁架拱结构计算模型空间桁架拱的结构形式为主拱圈为矩形的空间桁架，为满足建筑要求,在拱底部渐变为三角形空间桁架，拱脚采用单边双拱脚，主拱圈可兼做表演通道，计算模型如图2.1-2。2.2两种结构形式的初步计算以及经济性分析下面将就羊根圆钢管拱和空间桁架拱两种不同结构形式进行初步计算和分析，比较两种结构方案的可行性。本工程尾部钢桁架拱部分与头部膜结构部分分开计算，将头部膜结构部分的计算结果根据不同工况加载在尾部钢桁架拱上以下两种方案的计算均在相同的计算假定和荷载条件情况下进行分析。2.2.

6、1单根圆钢管拱结构的计算结果及特点根据计算结果，风荷载作用下的桁架最大位移为56mm,,挠跨比为1/446。软件统计的总用钢量为410吨。采用单根圆钢管拱结构的特点有：1、主受力拱采用单一圆钢管，受力简单、明确。2、主受力拱采用单一圆钢管，拱圈施工难度小，安装方便。3、由于演艺需要，在沿拱轴方向需要加设杆件做马道。4、主拱圈截面大，拱脚处不美观。5、拱脚采用铰接，在膜结构张拉施工过程中需要提供可靠的侧向支撑。6、用钢量相对大。图2.1-2空间桁架拱计算模型2.2.1空间桁架拱结构的计算结果及特点根据计算结果，风荷载作用下的桁架最大位移为54mm，挠

7、跨比为1/462。软件统计的总用钢量为340吨。采用空间桁架拱结构的特点冇：1、由于桁架拱采用的柱脚为单边双柱脚方案，桁架拱自身奋一定刚度，对施工吋的侧向稳定支2、撑要求降低，利于施工吋的安全性。3、柱脚构件较小，柱脚节点也小，有利于施工及美观。4、桁架拱可兼做马道使用，采用圆管拱需沿拱方向另吊设马道。5、由于采用可拆卸方案，杆件较多，节点用钢量会增加，且施工难度会大一些。6、用钢量相对小2.3结构选型通过前面的计算结构及综合分析，两种结构的安全指标都满足要求，采用空间桁架拱方案的用钢量比采用竿根圆钢管拱方案要少20%。综合考虑施工速度、建筑及表演

8、施工功能、特别是经济性等因素，本工程主拱结构体采用空间桁架拱方案3整体稳定性分析3.1面外支撑结构的确定大跨度拱结构是本工