2020 年 6月
第
49 卷增刊施工技术 CONSTＲUCTIONTECHNOLOGY
运 用 SAP2000 进 行 大 型 钢 结 构 穹 顶 设 计 分 析
蔡 健 1，徐爱红 2，钱晨阳 2
(1. 国家知 识产权局专利局专利审查协作 北京中心 ，北京 100160 ;2. 北京 矿冶科技集团有限公司 ，北京 100160 )
［摘要 ］目前关于 全部采用的 方钢管环梁和纵梁的大型钢结构穹顶的项目 实践与学术研究 较少，本文结合北 京市某
大型钢结构穹顶设计 开展了结构体系 研究 ，在确定方案 后采用有限元软件 SAP2000 进行模型计算分析，可供相关
学术研究 及项目 实践参 考。
［关键词 ］方钢管;穹顶;有限元
［中图分类号 ］TU391 ［文献标识码 ］A ［文章编号 ］1002-8498 (2020 )S1-1533-05
DesignandAnalysisofLargeSteelStructureDomewithSAP2000
CAIJian 1，XUAihong 2，QIANChenyang 2
(1.PatentExaminationCooperation (Beijing )CenterofthePatentOffice ，CNIPA ，Beijing 100160 ，China ;
2.BGＲIMMTechnologyGroup ，Beijing 100160 ，China )
Abstract :Atpresent ，therearefewpracticalandacademicresearchesonthelarge-scalesteelstructuredomewithsquare
steeltuberingbeamandlongitudinalbeam.Inthispaper
，thestructuralsystemresearchiscarriedoutbasedonthedesign
ofalarge-scalesteelstructuredomeinBeijing.Aftertheschemeisdetermined
，thefiniteelementsoftwareSAP2000is
usedformodelcalculationandanalysis
，whichcanprovidereferenceforrelevantacademicresearchandprojectpractice.
Keywords :squaresteeltube ;dome ;finiteelement
［作者简介 ］蔡 健，硕士研 究 生，建筑结构专业知识产权师，E-
mail :715796320@qq.com ［收稿日期 ］2020-01-13
0 引言
目前关于 全部采用的 方钢管环梁和纵梁的 大 型 钢
结构穹顶的项目 实践与学术研究 较少。本文 结 合北 京
市某大型钢结构穹顶［1-4］设计 开展了结 构 体系 研究 ，顶
部钢结构穹顶直径为 73m ，高 10m ，采 用 空 间 钢 结 构 体
系
。主体 结构采用方钢管梁柱，节点采用刚 性 连 接，鉴
于缺乏相关案例 参 考，在 确 定 方 案 后 采 用 有 限 元 软 件
SAP2000 进行计 算分析。
1 钢结构 穹顶 结构 初设
1.1 设计 标准及依据
结构净空尺寸 应满足 建筑限 界、使用功 能要求 ，并
应考虑施工 误差，结构基 础倾覆和沉降的影 响;结 构 体
系
在风荷载、雪 荷载和地震作用下，满足 规范 规 定 的 强
度;结构体系 在 风 荷 载、雪 荷 载 和 地 震 作 用 下，保 证 结
构局部稳定和整体稳定性要求 ;结构体系 在 风 荷 载、雪
荷载和地震作用下，满足 规范规定的变形要求 。
1.2 计算程序及主要 参数
抗
震设防分类丙 类，结 构 重 要 性 系 数 1.0 ;地 震 作
用:地震设防烈度 8度(0.2g )，设计 地震分组第 1组 ，
场地类别第Ⅲ类，特 征 周 期 0.45s ;风 荷 载:基 本 风 压 :
0.5kN/m 2，地面 粗糙 程度为 B类;雪荷载:0.40kN/m 2。
1.3 结构体系 分析
采用空间钢结构体系 ，屋顶为穹顶向上 凸 起 空 间;
中间顶部设 置圆环，减小竖向构件跨度，便于 竖 向 构 件
在顶部交叉 施 工 时 的 搭 接。 本 方 案 屋 顶 装 饰 为 膜，划
分网
格可较大，恒载 较小。
2SAP2000 软件建模分 析
为了确保结 构 的 可 实 施 行，对 该 结 构 体 系 进 行 了
初步的三维结构分析。我们对该结构体系 进 行 了 初 步
的分析，内容包括 如 下:材 料 及 截 面 属 性;计 算 工 况 及
施加荷载:重力 工 况、风 荷 载 工 况 和 地 震 工 况;计 算 结
果分析:内力 分 析 和 位 移 分 析。 主 体 结 构 构 件 截 面 参
数如表 1所示 。
2.1 重力工况
本结构构 件
运用SAP2000进行大型钢结构穹顶设计分析（论文）.pdf
