南通体育会展中心体育场开闭new课件

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1、南通体育会展中心体育场开闭屋盖工程深化设计浙江精工钢结构建设集团有限公司ZheJiangJinggongSteelBuildingConstructionCo.Ltd.Copyright2004.81内容提要钢结构总体概况计算分析程序及计算模型1钢结构整体概况钢结构总体概况固定钢屋盖由6榀主拱桁架、10榀次拱拱桁架、2榀斜桁架、2榀内圈桁架和单层网壳组成，固定屋盖总量约6750t。主拱桁架最大跨度262m，矢跨比约为1/4.8，其主要受力特征为坦拱结构，以承受轴向力为主，主拱桁架中部约100m范围（最大）无侧向支撑

2、。主拱桁架中距约40m，主拱与次拱桁架中距约20m。主拱桁架支撑着整个屋盖的大部分重量，又作为滑移轨道的支撑结构，其结构的强度、刚度、稳定性是至关重要的；1钢结构整体概况钢结构总体概况斜桁架作为次拱结构的上部支撑，起着调整各主拱桁架间的内力分配，同时作为主拱桁架的侧向支撑，传递侧向水平荷载、提高整体结构的侧向稳定性；次拱桁架起到分散主拱桁架受力与拱脚推力、减少屋面檩条跨度的作用；内圈桁架作为活动屋盖完全闭合时的收边支撑桁架，调整主拱桁架间的内力分配，加强屋盖刚度，同时起到建筑美学作用；屋面单层网壳可加强屋面刚度，承

3、担并均化屋盖面荷载。1钢结构整体概况钢结构总体概况斜桁架作为次拱结构的上部支撑，起着调整各主拱桁架间的内力分配，同时作为主拱桁架的侧向支撑，传递侧向水平荷载、提高整体结构的侧向稳定性；次拱桁架起到分散主拱桁架受力与拱脚推力、减少屋面檩条跨度的作用；内圈桁架作为活动屋盖完全闭合时的收边支撑桁架，调整主拱桁架间的内力分配，加强屋盖刚度，同时起到建筑美学作用；屋面单层网壳可加强屋面刚度，承担并均化屋盖面荷载。1钢结构整体概况活动钢屋盖共两片，每片屋盖平面呈月牙形，重约680t，为一薄壳结构内嵌于周边的钢桁架上，结构面外刚

4、度差。由机械传动与控制系统支撑于固定屋盖的六条轨道上，每片屋盖的支撑总轮数为2×（2+4+5）=22个。每片活动屋盖的移动由4个牵引点、共16根钢缆绳牵拉。2结构计算的难点和解决方案结构计算的目的是为了保证结构在各种工况下的安全性，也就是结构的强度、刚度、稳定性等各方面的可靠性。为此除了考虑屋盖的两个基本状态（全开闭和全闭合），还考虑了屋盖正常开启、异常开启等各种可能的工况。由于机械采用均载方案，计算中除了保证原方案的安全性外，还验证了采用机械提出的的可行性。由于桁架拱支单层网壳混合结构体系，所以结构在各种荷载作用

5、下的稳定特性就变得尤为突出，为此对该结构的稳定特性进行了全面深入的研究，分别对结构进行了线性稳定分析，弹塑性极限稳定承载力分析。基本状态－－荷载条件考虑了恒载，活载，风载，吊挂，温度荷载考虑地震作用基本状态－－计算模型全开启全闭合活动屋盖移动的中间状态－－荷载条件除了地震荷载以外与基本状态相同由于活动屋盖产生的特殊荷载考虑钢丝绳的牵引力所有滑轮对拱架的作用力台车对轨道的横向力由轨道接头和轨道不平坦产生的荷载活动屋盖的惯性力和台车的制动力台车约束条件的改变活动屋盖移动的中间状态－－计算模型正常开启的中间状态（从开启旋

6、转12,8,4度）正常开启的中间状态（接近全开，微开）正常开启一侧闭合一侧正常开启（一侧从开启旋转12,8,4度）正常开启两侧屋盖同时移动但移动不同步（最大相差5m)正常开启活动屋盖移动的中间状态－－计算模型异常开启，出现卡轨情况异常开启，牵引力不均衡异常开启，一根轨道上的破断异常开启，个别支撑轮失效不均载方案（原设计方案）和均载方案对固定拱架的影响活动屋盖开启全过程有限元分析基本状态分析－全闭合状态基本状态分析－全开启状态运动状态分析－正常开启（从开启旋转12度）运动状态分析－正常开启（从开启旋转8度）运动状态分

7、析－正常开启（从开启旋转4度）运动状态分析－接近全开运动状态分析－微开运动状态分析－一侧闭合一侧正常开启（4度）运动状态分析－一侧闭合一侧正常开启（8度）运动状态分析－一侧闭合一侧正常开启（12度）运动状态分析－两侧屋盖同时移动但移动不同步基本状态和运动状态分析结果在各种状态的最不利组合下，所有杆件的应力比都小于1。杆件的整体应力比比较低，均载并没有给结构带来较大大的不利影响。因此采用均载方案不会影响对固定钢屋盖的整体受力，这种方案是可行的。活动屋盖开启全过程有限元模拟使用商用有限元软件ANSYS完成了台车在固定屋

8、盖上移动的全过程的模拟活动屋盖开启全过程有限元模拟使用商用有限元软件ANSYS完成了台车在固定屋盖上移动的全过程的模拟固定拱架稳定性分析使用商用有限元软件ANSYS完成稳定性分析分别进行了线性稳定分析和弹塑性极限承载力分析整体结构的稳定性分析开闭顶支承拱架的稳定性研究线性稳定分析完成了基本状态的线性稳定分析在全闭合时，开闭屋顶的线性稳定系数为6，失稳形式为移