文档介绍：张鹏军【提要】安庆市体育中心体育馆网壳是体型复杂的大跨度异型网壳结构,本文简要介绍该结构的基本情况,及其几何与力学模型的建立和设计过程。关键词:异型网壳有限元模型网壳结构设计一、安庆体育馆工程概述安庆市体育中心体育馆位于安徽省安庆市,其主体结构由中国有色金属工业总公司南昌有色冶金设计研究院设计。按照建筑师的构想,该馆主体结构造型为一巨大的游鱼,其中鱼身和鱼鳍用网架结构实现,鱼尾则由钢筋混凝土和钢结构来完成。图1安庆体育馆网壳平立面图安庆体育馆网壳结构分为三部分:屋盖网壳、斜墙壳和两翼装饰网壳。屋盖网壳由大小两个双层椭球壳相贯而成,并使长轴在空间倾斜成4度仰角,给人以“鱼身”跃起的感觉,网壳屋面主要采用双层复合钢板,局部使用采光玻璃,并将按不同规律变化高度的支托分区布置,以进一步构筑错落的曲面,实现建筑师的设想,该部分网壳由下部结构33根钢筋混凝土柱支撑;斜墙壳部分则是与屋盖网壳有相反曲率的椭球壳,做成局部双层加肋的单层网壳,上边缘与屋盖网壳扣在一起,下边缘支撑在环形混凝土梁上,该部分网壳作为平视视图的重要组成部分,为实现建筑艺术效果提供空间;两翼装饰壳则是在筒形网壳基础上变形后生成的不规则网壳,它的存在增加了建筑整体造型的动感,带来了活泼清新的气息。,长轴总尺寸97米;,,加上侧翼部分则可达到101米。安庆体育馆的平立面图参见图1。该工程总投影面积为6300平方米,节点总数2689,杆件总量达10330根,总用钢量约270吨。二。安庆体育馆网壳结构几何及力学模型的建立针对安庆体育馆网壳的具体情况,我们在建立结构的几何模型过程中采取了先分离后综合的做法,首先建立的是屋面网壳模型。我们先利用我院编写的网架分析设计程序SFCAD,分别生成两个半径为R=40m和R=160m的标准双层正放四角锥球面网壳,,然后由专用程序逐一对标准网壳进行单向变比,实现要求尺寸的椭球面网壳;再将数据转入前处理软件,通过人工调整将以上两壳按建筑专业提供的尺寸对接,最后将所得的异型椭球网壳仰起一定角度,完成屋面网壳主体结构造型。类似地我们生成了一个反向曲率的双层壳,经过同样变比操作,并作局部抽空后拼接到屋面网壳上,形成斜墙壳。作为装饰网壳的两翼,则是由具有规定半径的筒壳,在投影平面内进行切削、变形并整理而实现的。最后,我们将在前处理软件中拼接而成的网壳整体模型,经译码后传递回网架设计分析软件SFCAD,完成安庆体育馆网壳几何模型的建立。安庆体育馆网壳结构的荷载情况如下:屋面网壳上弦静荷载主要为屋面板(局部为采光玻璃)及檩条自重,;;下弦静荷载则主要由吸声体、灯具、音箱、电缆等组成,,、;;/m2;;网壳结构季节温差(温度荷载)取±20℃;地震设防烈度6度。安庆体育馆网壳结构为螺栓球节点网壳,其屋面部分由33根钢筋混凝土柱支承,我们按主体设计单位提供的柱刚度设置了竖向固定,水平方向具有一定刚度的