文档介绍：期末测试论文
东北林业大学体育馆结构设计分析
学生姓名：
专业班级：2013级土木工程（卓越工程师）二班
指导教师：
学院：土木工程学院
2016年5月
东北林业大学体育馆结构设计分析
摘要
大跨空间结构是最近三十多年载体型系数，风阵系数，以及基本风压。由于脉动风周期较短，与一些工程自振周期接近，将是结构产生动力效应，需进行风洞试验，试验结果按随机振动理论计算确定，不宜采用与高层建筑相同的风阵计算方法。这是因为屋盖结构的脉动风压除了和风速脉动有关外，还和流动分离、再附、漩涡脱落等复杂流动现象有关。

东北林业大学体育馆地处哈尔滨市，地处东北地区，雪荷载很大，对于雪荷载所带來的后果必须加以考虑。体育馆属于大跨屋面，对堆雪分布情况比较敏感，并且由于屋面积雪在风作用下的漂移效应，屋面积雪会呈现中部大边缘小的情况。
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根据新规范中永久作用的范围，体育馆的永久作用包括结构构件、围护结构、面层及装饰、固定设备（主要包括：釆暖、空调及给排水设备，电气设备，管道、电缆及支架等）、长期储物的自重、土压力、水压力，以及其他需要按永久作用考虑的荷载。
计算结构总自重时，应根据各构件的材料重度不同将结构人为地划分为多种容易计算的基本构件，先计算基本构件的重力，然后叠加得到结构的总重。

网壳结构计算方法主要包括连续化的方法及离散化的方法。连续化的方法主要指将网壳比拟成实体薄壳的拟壳分析法，属于近似方法；离散化的方法是各类有限元法，属于精确的计算方法。
空间杆系有限元法是以网壳结构的各个杆件作为基本单元，以节点位移作为基本未知量，先对杆件单元进行分析建立单元杆件内力与位移的关系，然后再对结构进行整体分析。根据各节点的变形协调条件和静力平衡条件建立结构上的节点荷载和节点位移之间的关系，形成结构的总刚度矩阵和总刚度方程。解出各节点位移值后，再由单元杆件内力和位移之间的关系求出杆件内力。
东北林业大学木科阶段测试论文
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网壳结构的外荷载可按静力等效的原则将节点所辖区域内的荷载集中作用在该节点上。分析双层网壳时可假定节点为狡接，杆件只承受轴向力；分析单层网壳时假定节点为刚接，杆件除承受轴向力外，还承受弯矩、剪力等。当杆件上作用有局部荷载时，必须另行考虑局部弯曲内力的影响。对于单个球面网壳、圆柱面网壳和双曲抛物面网壳的风载体型系数，可按《建筑结构荷载规范》（GB50009一2001）取值；对于多个连接的球面网壳、圆柱面网壳和双曲抛物面网壳，以及各种复杂体形的网壳结构，应根据模型风洞试验确定风载体型系数。

网壳的稳定性可按考虑儿何非线性的有限元分析方法（荷载认一位移全过程分析）进行计算，分析中可假定材料保持为线弹性。用非线性理论分析网壳稳定性时，一般采用空间杆系非线性有限元法，关键是临界荷载的确定。单层网壳宜采用空间梁系有限元法进行计算。
球面网壳的全过程分析可按满跨均布荷载进行，圆柱面网壳和椭圆抛物面网壳宜补充考虑半跨活荷载分布。进行网壳全过程分析时应考虑初始曲面形状的安装偏差影响；可采用结构的最低屈曲模态作为初始缺陷分布模态，其最大计算值可按网壳跨度的1/300取值。
进行网壳结构全过程分析求得的第一个临界点处的荷载值，可作为该网壳的极限承载力。将极限承载力除以系数K后，即为按网壳稳定性确定的容许承载力（标准值）。

在设防烈度为7度的地区，网壳结构可不进行竖向抗震计算，但必须进行水平抗震计算。在设防烈度为8度、9度地区必须进行网壳结构水平与竖向抗震计算。哈尔滨抗震设防烈度为7度，可不进行竖向抗震计算。
3结构的构造措施

体育馆网壳杆件为圆钢管，圆钢管具有回转半径大，截面特性无方向性的特点，且截面封闭，有良好的防腐性能。
体育馆网壳杆件采用圆管，节点采用焊接空心球节点。焊接空心球的节点的优点是传力明确，构造简单，连接方便，适应性强。这种球节点适用于连接圆管，只要钢管切割面垂直于轴线，杆件就能在空心球体上自然对中。由于球体没有方向性，可与任意方向的杆件相连，当汇交杆件较多时，优点更为突出。
焊接空心球受拉或受压承载力设计值需计算得出，满足要求。焊接空心球受拉或受压承载力取决于以下因素，空心球的外径，外径越大，承载力越小，与空心球相连的圆管外径，圆管外径越大，承载力越大，空心球壁厚，钢材抗拉强度设计值以及加肋承载力提高系数。
网壳结构的支座节点设计应保证传力可靠