“海南球”网壳平面投影为圆形，其直径达150m，平面投影面积约17622.5平方米，网壳矢高52m，网壳面按照世界地图北半球形状，陆地铺设太阳能电板，海洋部分露空，建筑造型奇特，入口部分开大洞，其跨度为72.28m，孔洞最高高度为16.2m。结构采用肋环斜杆型单层球面网壳，径向分成96段，环向分为30段，每个区格呈梯形布置（底部大小约4.9 m×3.5m）。

当初始缺陷幅值取L/1000时，双线性全过程安全系数最小值K=2.21>2，此处初始缺陷幅值为150mm，远大于安装误差的限值40mm。当K=2.21时，其达到的最大变形量为486mm。初始缺陷的幅值大小对双重非线性全过程分析的计算结果影响较大。随着初始缺陷幅值的增大，全过程安全系数K开始显著减小；缺陷幅值达到一定数值后，全过程安全系数K值减小量趋缓。

由于建筑需要，单层网壳在入口部分开大洞，开洞形状可近似为椭圆形。开大洞使洞口区域刚度和结构强度降低较大，对整体结构而言此部分成为结构的薄弱部位，特别的“欧亚大陆”布置在洞口区域处的网壳面上，荷载也比其他区域大，因此需对洞口处进行加强。为增强洞口刚度，沿洞口边缘结构设计成三角桁架，弦杆间距布置为3m，弦杆截面选用大直径圆形截面φ600×20。为保证三角桁架足够的刚度，控制三角桁架的最大挠度为L/1500，从而减小开口处与其他区域的刚度差别。经分析后，利用三角拱桁架加强“海南球”开洞部位的方法可行。

“海南球”工程大跨度单层网壳双非线性稳定分析（弹塑性全过程分析）所得结构安全承载力系数比线性稳定分析结果小很多，建议大跨度单层网壳以双非线性稳定分析评估结构的安全性能。对大、中跨度单层网壳进行双重非线性全过程分析时，选取初始缺陷模态时不宜忽视高阶模态的影响。对于 “海南球”大跨度单层网壳结构，初始缺陷幅值采用网格规程建议值L/300过于保守，建议从安全性及经济性两方面慎重选取初始缺陷的幅值。开大洞会引起网壳的刚度不均匀，使洞口附近区域形成结构薄弱层，需要采取措施进行补强。建议采用刚度和强度承载力均较大的三角桁架补强。

朱庆华1，崔鸿超1，郑良知1，张雷明2（1上海中巍结构设计事务所有限公司，上海200135；2上海交通大学土木工程系，上海200240）

详细内容请见《转自：建筑结构-公众号》杂志2013年第16期。

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