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摘要
广州秀场位于广州市花都区，为特定主题演出秀场，总建筑面积为5.02万m2。内部主体结构采用框架-核心筒结构；钢屋盖为自由曲面的单层网格结构，其投影直径约为105 m,竖向高度约为29.1 m。为适应幕墙需求钢屋盖结构划分成边长为3 m左右的四边形和三角形网格；全部网格数为4000个左右。由于屋盖杆件和节点数量多，若全部杆件作为主受力构件，会使得结构传力路径复杂、施工难度增加。为确定更优的结构方案，对比分析了非主次网格和主次网格两种方案；为更高效地布置混凝土楼板和钢屋面的连接节点，对不同边界情况进行了对比分析；为确定钢屋盖与下部混凝土支承结构受力的相互作用影响大小，对合体模型和独立模型进行了对比计算分析；并进一步对整体结构进行了动力分析和静力分析，确保结构的振型、周期以及变形均在合理范围。采用屈曲分析计算杆件的临界荷载并反算其计算长度，从而较精确地对其强度进行验算。结果表明：1)因主次网格方案有受力性能好、材料用量少和施工难度较小等优点，故确定采用主次网格方案。2)主网格、次网格和屋面支撑杆件的最大应力比分别为0.78、0.85和0.72。3)采用ANSYS对结构进行了考虑材料和几何双非线性的整体稳定分析，根据荷载位移曲线可知：荷载加至荷载标准值1.8倍以前，结构基本处于线弹性状态；结构的极限荷载约为荷载标准值的4.6倍，满足JGJ 7—2010《空间网格结构技术规程》中的极限承载力系数K>2的要求。最后针对计算采用的边界假定，对主要连接节点进行了专门设计，保证节点构造满足边界假定要求。4)确定仅F1、F3和F5层混凝土楼板与钢屋盖进行铰接连接。5)合体模型和独立模型在静力荷载作用下的变形和动力特性均存在一定差异，故计算钢屋盖时需采用合体模型进行计算。
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单位广东省建筑设计研究院; 北京市建筑设计研究院有限公司
