具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。

在本发明实施例的描述中，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步阐述。

实施例1：

本实施例提供一种建筑结构，如图1至4所示，包括屋盖结构，所述屋盖结构包括单层网壳1和延伸架；所述单层网壳1设置有两组，两组单层网壳1分为上部网壳和下部网壳，两个单层网壳1的顶面均设置为四分之一椭球型；所述延伸架设置在两个单层网壳1之间。

应当理解的是，屋盖结构也可设置为双层网壳、管桁架等。

本实施例的整体强度大，同时内部空间利用率高。本实施例中的屋盖结构采用两组单层网壳1和延伸架，单层网壳1具有受力合理、自重较轻、结构刚度好及能跨越较大空间的优势，另外单层网壳1结构空间杆件少，可避免屋盖杆件繁多而影响建筑美观度的问题，能使得建筑具有轻盈、通透的视觉效果，建筑结构内部的空间利用率高，同时延伸架的设置，使得屋盖结构的两组单层网壳1实现一体化，建筑结构的整体强度得以提升。

经过多模型的计算分析方法对屋盖结构进行设计分析并经过稳定性验算，对复杂相贯节点的受力性能进行计算分析，另外对比分析了半边椭圆球单层网壳1结构与完整椭圆球单层网壳1结构的受力性能差异，可知本申请中屋盖结构的整体稳定性强。

本实施例中，所述延伸架包括平面交叉桁架2和立体拱架3，所述平面交叉桁架2竖向设置，所述立体拱架3设置有两组，两组立体拱架3分为上部立体拱架3和下部立体拱架3，两组立体拱架3分别设置在平面交叉桁架2的顶部和底部，且两组立体拱架3分别与两个单层网壳1连接。立体拱架3的设置，解决了单层网壳1边界约束薄弱和刚度低的问题。另外，用竖向设置的平面交叉桁架2将上部和下部的两个立体拱架3连接在一起，从而将两个独立的单层网壳1结构连接为一体，平面交叉桁架2和两个立体拱架3构成两个单层网壳1之间的侧立面幕墙龙骨，可使得上部和下部的单层网壳1结构协同受力，由此利于提高屋盖结构整体性和抗变形能力。

本实施例中，延伸架的高度为11米，其中，平面交叉桁架2的高度为3.4m，两个立体拱架3的高度分别为3.8m，每个单层网壳1的高度为8.8m，建筑结构整体高度为31.7m，平面为尺寸直径为67m的圆形平面，其中屋盖结构的跨度为46.2m，建筑结构内建筑面积约6000m²，可容纳观众1200人。建筑结构地下一层设置有停车库及设备用房，地上一层为活动坐席区、裁判室、训练室等功能用房，二层及以上为固定坐席区、新闻办公等功能用房。

本实施例中，所述单层网壳1包括由下至上依次设置的底部环管101、中部环管102和顶部环管103，所述单层网壳1还包括设置在底部环管101和中部环管102之间以及中部环管102和顶部环管103之间的多个腹杆104。应当理解的是，为提高单层网壳1的稳定性，本实施例中设置有多个中部环管，底部环管101和中部环管102之间、中部环管102和顶部环管103之间以及多个中部环管102之间均通过对应的副杆连接。

需要说明的是，不同的网格形式和网格大小对网壳受力性能和经济性指标均有较大的影响，本实施例中，所述单层网壳1的网格形式采用凯威特K6型网格，一个椭球半圆即为一个K3扇形三向网格；通过对受力性能、经济性分析，结合屋面檩条系统布置及建筑效果，最终确定所述单层网壳1的环向杆件长度3～3.5m，径向杆件长度3.5～4.5m。需要说明的是，底部环管101、中部环管102及顶部环管103均通过多个环向杆件连接而成，腹杆104通过一个或多个径向杆件拼接而成，本实施例中，腹杆104通过一个径向杆件拼接而成。

需要说明的是，凯威特球面网壳比较均匀且易于划分，且构件种类相对较少，施工较为简便，凯威特K6型网格的空间结构进一步具有钢量低、受力合理、结构刚度大、自重较轻、结构刚度好等优点。

本实施例中，所述单层网壳1表面铺设有铝单板和/或玻璃幕墙。需要说明的是，铝单板和/或玻璃幕墙用于起到对建筑结构内部的遮挡作用，另外网壳曲面能提供结构刚度，可通过壳面内薄膜应力传力；在外荷载作用下，平面交叉桁架2和立体拱架3结构主要产生压力，使构件摆脱了弯曲变形；调整网壳矢高为11米，矢跨比0.24，结构杆件截面主要由强度控制而非稳定控制。

本实施例中，所述单层网壳1和延伸架的杆件均采用Q345无缝钢管。应当理解的是，也可采用Q235钢管等。Q345钢为一种低合金钢，其综合力学性能良好，塑性和焊接性良好，同时适用于-40℃以下寒冷地区。

本实施例中，所述建筑结构还包括支座4和支柱5，如图5所示，所述支座4和支柱5均设置在屋盖结构的底部，所述支柱5通过支座4与屋盖结构连接。应当理解的是，支座4采用刚接或铰接的形式与屋盖结构连接，用于起到对屋盖结构的支撑作用。

具体地，所述支座4采用铰支座，所述铰支座为万向球铰支座。本实施例中，铰支座为万向球铰支座或带一定刚度的可滑动铰支座。需要说明的是，屋盖结构支座4节点内力传力复杂，荷载较大，支座4如果采用刚接，支座4将承担弯矩，特别是在温度作用参与和水平荷载作用下弯矩更大，支座4中产生弯矩。在温度作用和竖向荷载作用下，立体拱架3两端的支座4承受很大的水平推力；如支座4采用沿屋盖径向和环向皆带一定刚度的可滑动铰支座或万向球铰支座，其能将水平反力大幅降低。

另外需要说明的是，采用万向球铰支座能将计算分析模型节点铰接和现场实际的约束情况吻合，使得设计过程中的计算结果与实际装配结果更匹配。

本实施例中，所述建筑结构还包括框架结构，应当理解的是，框架结构用于支撑屋盖结构，框架结构配合屋盖结构设置为环形；如图6所示，所述框架结构包括多个环绕屋盖结构设置的框架梁6和设置在框架梁6底部的框架柱7，所述支柱5与框架梁6连接。

为进一步提高建筑结构的整体强度，增加结构抵抗水平力的能力，框架结构内还设置有混凝土核心筒8，框架梁6与混凝土核心筒8连接，混凝土核心筒8设置在框架结构位于延伸架中平面交叉桁架2和立体拱架3的底部，混凝土核心筒8用于对平面交叉桁架2和立体拱架3进行支撑；框架结构的内壁还环绕屋盖结构设置有混凝土牛腿9，混凝土牛腿9设置在框架梁6和支柱5的连接部，混凝土牛腿9用于对单层网壳进行支撑，混凝土核心筒8和混凝土牛腿9的配合设置，可实现对屋盖结构整体的支撑，另外，混凝土牛腿9还可用于传递框架梁6和屋盖结构产生的竖直和水平反力，以使得建筑结构与屋盖结构连接的强度得以提升。

需要说明的是，混凝土核心筒8以钢筋混凝土浇筑，其十分有利于结构受力，并具有极优的抗震性，是国际上超高层建筑广泛采用的主流结构形式。同时，混凝土核心筒8的优越性还在于可争取尽量宽敞的使用空间，使各种辅助服务性空间向平面的中央集中，使主功能空间占据最佳的采光位置，并达到视线良好、内部交通便捷效果。

本实施例中，框架结构分为分别设置在两个单层网壳1底部的两个半框架结构，两个半框架结构配合两个单层网壳1设置为三层和两层；其中两层的半框架结构的内壁设置有半圆形混凝土看台10，以供观众看比赛或表演。

所述建筑结构还包括攀岩壁11，所述攀岩壁11位于屋盖结构的底部，所述攀岩壁11与框架结构连接，本实施例中，攀岩壁11贯穿整个建筑结构内高度空间设置，攀岩壁11设置在三层的半框架结构的内壁。

基于Midas软件对整体结构进行分析。下部混凝土结构单体模型可用于计算下部混凝土结构的指标，构件截面及配筋；钢屋盖单体模型主要用于计算钢屋盖杆件的内力、截面、变形和结构的整体稳定性；组装整体模型可用于分析上下部结构的相互作用、结构指标，校核钢屋盖杆件的内力、变形、网壳稳定，以及考虑下部混凝土弹性约束影响下的支座4反力，以确保结构的安全性和可靠性。

在恒+活荷载作用下，结构各点最大竖向位移为70mm，挠跨比1/660小于规范限值跨度的1/400，满足规范要求。按照满跨均布荷载进行稳定性分析，考虑了初始缺陷分布模态，取结构最低阶模态作为初始缺陷分布模态，即采用一致模态法进行缺陷分析，缺陷的最大值按网壳短跨的1/300取值；考虑几何非线性和材料非线性；同时采用位移法求得后屈曲问题，收敛的标准是同时要求位移增量和不平衡力都小于给定的精度范围；采用ANSYS和Midas软件进行线性屈曲分析，结果表明，该单层网壳1结构不考虑初始缺陷时，特征值稳定系数为11.8。对结构进行全过程整体稳定分析，考虑初始缺陷和几何非线性的影响，非线性分析荷载—位移曲线如图7所示，几何非线性全过程安全系数4.8，满足规范要求。考虑初始缺陷、材料非线性和几何非线性的影响，材料进入塑性，弹塑性全过程安全系数2.28；此时钢屋盖竖向位移为180mm，表明网壳结构在平面外刚度和整体性均处于良好状态，不会出现稳定性问题。

最后应说明的是，上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，说明书仅用于解释权利要求书。