某大跨度穿心网架设计

国内某体育馆网架工程，椭球造型，长轴78m，短轴57m，矢高3m，中间部分矢高2.2m，如图一所示。现需要增加特殊用途，增加马道若干条。经方案比选，最终确定采取在原有网架网格中新建小型穿心网架（嵌套网架）的方案。

该工程的用途决定了新建网架的矢高不能过低，必须尽可能的做高，因此，新建网架的杆件会与原网架杆件靠的很紧。然而，根据《空间网格结构结束规程JGJ7-2010》相关条文规定，网架的最大挠度可为短向跨度的1/250。据此，原网架的最大挠度可以为57000/250=228mm。因此，原网架杆件的实际空间位置必定与理论模型有很大出入。所以，新建网架工程绝不能仅仅依照原有网架的理论模型设计。否则，两个网架的杆件极有可能发生多处碰撞。

东吴钢构研发部负责该项目的设计小组认为，新网架的设计必须在原网架变形后的实际模型中进行。采取的策略如下：

首先，用通用有限元软件SAP2000对原网架进行变形分析，然后将此变形模型导出至TeklaStructures软件，在后者中进行杆件布置的可视化调整。唯有如此，才可以最大程度的模拟实际状态下的网架杆件布置。然后，将布置完成的新网架模型取出，进行后续设计。该过程可能需要反复进行，直至设计成功。

对东吴钢构自主开发的一套SAP2000插件进行了一次升级改造后，计算模型在导出至TeklaStructures时，可以增加杆件节点的变形修正，这样，该插件就可以实现导出理论模型和变形模型的双重功能。该插件极大的提升了结构设计的精准化，省却了TeklaStructures的建模负担，缩短了设计周期。

图一，原网架三视图

图二，网架叠合模型（紫色为新建网架）