2.2结构分析
2.2.1 结构布置
本工程C轴为北面，其结构长度为52m，共8个开间，南面结构长度为32.5m，共5个开间，每个开间6.5m柱距；2-7轴为两连跨，跨距分别为21.75m和35m，在北面檐口处悬挑6.3m，1轴、8轴和9轴为单跨结构，跨距为35m，在南面和北面檐口处悬挑6.3m（见图3所示）。
本工程钢柱柱脚刚接，主桁架与纵向桁架和钢柱的连接为
铰接，抗风柱柱脚铰接，边跨钢梁与钢柱连接为铰接，在A轴桁架柱脚为铰接。钢柱为H型钢柱，截面尺寸为H650×350×12×20，抗风柱也为H型钢柱，最大截面为H450×200×9×14；纵向桁架为平面钢管桁架，（见图6所示），主拱型桁架也为平面钢管桁架，截面高度为1500mm，（见2-2 桁架截面图），对于35m跨主桁架局部受力大的位置其下弦杆直径为φ219×12。在1和9轴的边跨屋面梁选用H型截面的拱型钢梁；在B轴和C轴线上，在1、2轴之间和7、8轴之间分别布置了双层交叉十字柱间支撑。在布置抗风柱的轴线上通长布置了6道保证主桁架侧向稳定的垂直支撑；由于该空间结构本身的不对称性，为保证整个结构有很好的
刚度，在屋面1、2轴之间，2、3轴之间，6、7轴之间，7、8轴之间和8、9轴之间分别布置了屋面横向水平支撑，形成一有效的抗侧力体系，用来保证整体结构具有足够的
刚性和
稳定性。其支撑布置见图7所示。
2.2.2设计依据
依据国家有关建筑
结构设计规范，本工程
抗震设防烈度为7度，设计基本地震加 速度值为0.10g，长治市所属的地震分组为第一组[ 2 ]；建筑场地类别为Ⅱ类。主要设计荷载[ 3 ] [ 4 ]为：
屋面
活荷载：0.50kN·m-2；
屋面恒荷载：0.30kN·m-2；（屋面采用轻型
彩钢板）
风荷载：0.50kN·m-2；（按50年一遇设计）
主结构钢柱材料：Q345B钢；
其余主
结构构件材料：Q235B钢；
荷载组合按规范确定。
2.2.3计算结果
本工程采用上海同济大学
钢结构设计软件进行建模和
内力计算与分析，按现行国家规范设计[ 5 ]。主要计算结果见表1和表2，其中表1为选取合位移最大的前10个
节点位移表，表2为前6个振型的结构自振周期。
3.主体结构和典型节点设计
本工程采用3D3S软件整体建模计算，也就是对整个空间结构中
的钢柱、钢梁、纵向桁架、拱形桁架、支撑、水撑、屋檩等组合一块进行建模分析。图8为用3D3S软件建立的结构模型图。
3.1 支撑布置及其节点设计
本工程的整体结构不对称，且檐口较高，因此支撑是该工程中主要的抗侧力
构件。各支撑的平面布置已在图7中显示，不再详述。通过计算和放样，确定的柱间支撑如图9所示，支撑选择方向性比较好的圆形钢管，按铰接构造；柱间支撑
断面为φ219×8；由于钢柱比较高，为减小柱子的
计算长度，在
标高6.5m位置和屋檐处通长设置刚性系杆，系杆断面为φ133×6；由于该工程结构自身的特点，C轴的刚度比B轴的刚度弱，因此在C轴的屋檐处通长设置了桁架结构支撑来提高其纵向刚度，其上下弦杆断面为φ114×4，腹杆断面为φ70×3。为了保证体系的整体性和有效的传递水平荷载，在拱形桁架的平面外即上下弦设置侧向垂直支撑，在拱形桁架的上弦设置水平支撑，垂直支撑和水平支撑采用高
强度圆钢拉索结构，
屈服强度为460MPa，选用φ20和φ25两种拉索，使室内的屋面结构布置清晰、均匀、美观。支撑的连接节点和拉索的连接节点如图10所示。
3.2 主结构关键节点设计
B轴和C轴的钢柱柱脚采用刚性连接，钢柱
底板增设抗剪键来提高柱脚的抗水平力；A轴的柱脚和抗风柱的柱脚的连接形式同为铰接；角部柱脚连接详图见图11所示。主桁架和纵向桁架自身的节点是采用直接
焊接的相贯节点，这种节点由于没有节点板，节约
钢材，为保证支管端部的
切割精度和焊接质量，要求采用空间全自动抛物线
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