某大跨度穿心網架設計

國內某體育館網架工程，橢球造型，長軸78m，短軸57m，矢高3m，中間部分矢高2.2m，如圖一所示?，F(xiàn)需要增加特殊用途，增加馬道若干條。經方案比選，最終確定采取在原有網架網格中新建小型穿心網架（嵌套網架）的方案。

該工程的用途決定了新建網架的矢高不能過低，必須盡可能的做高，因此，新建網架的桿件會與原網架桿件靠的很緊。然而，根據《空間網格結構結束規(guī)程JGJ7-2010》相關條文規(guī)定，網架的最大撓度可為短向跨度的1/250。據此，原網架的最大撓度可以為57000/250=228mm。因此，原網架桿件的實際空間位置必定與理論模型有很大出入。所以，新建網架工程絕不能僅僅依照原有網架的理論模型設計。否則，兩個網架的桿件極有可能發(fā)生多處碰撞。

東吳鋼構研發(fā)部負責該項目的設計小組認為，新網架的設計必須在原網架變形后的實際模型中進行。采取的策略如下：

首先，用通用有限元軟件SAP2000對原網架進行變形分析，然后將此變形模型導出至TeklaStructures軟件，在后者中進行桿件布置的可視化調整。唯有如此，才可以最大程度的模擬實際狀態(tài)下的網架桿件布置。然后，將布置完成的新網架模型取出，進行后續(xù)設計。該過程可能需要反復進行，直至設計成功。

對東吳鋼構自主開發(fā)的一套SAP2000插件進行了一次升級改造后，計算模型在導出至TeklaStructures時，可以增加桿件節(jié)點的變形修正，這樣，該插件就可以實現(xiàn)導出理論模型和變形模型的雙重功能。該插件極大的提升了結構設計的精準化，省卻了TeklaStructures的建模負擔，縮短了設計周期。

圖一，原網架三視圖

圖二，網架疊合模型（紫色為新建網架）