随着经济的蓬勃发展,单层网壳的形式越发多样。吕梁新城体育中心体育场,上部屋盖长宽尺度为204×160m,中心点矢高48m,采用相互交叉的高窄H型钢肋梁杆件与预制混凝土壳面组合的中部大开孔单层网壳,并以截面较大的钢拱作为边缘构件,是较为新颖的一种单层网壳形式。独特的结构形式给设计带来挑战:网壳的结构形式导致其难以形成典型的壳体受力模式,且在施工阶段混凝土壳无法提供面内刚度,只能考虑为上部荷载,导致网壳整体稳定问题突出;非典型壳体受力模式同时导致肋梁杆件受到弯矩的作用,使得肋梁杆件梁高较大,形成薄柔构件的截面形式,在静力作用时易发生失稳,进而导致网壳整体失稳。为保证网壳的整体稳定及肋梁杆件的稳定,做出如下工作:介绍工程背景及概况,阐述吕梁新城体育中心体育场的结构选型过程及部分设计成果,引出工程中需解决的静力稳定性问题。采用理论与有限元分析相结合的方法,以一致缺陷模态法考虑网壳整体初始缺陷分布形式,应用弧长法对大开孔单层网壳进行全过程荷载—位移曲线非线性分析,得到其极限荷载因子;通过分析材料非线性、初始几何缺陷、支座约束条件及钢拱尺寸等参数对大开孔单层网壳稳定性的影响,分析其稳定性特点。分析结果表明,在各参数下,本工程网壳极限荷载因子均可满足规程的要求。以一致缺陷模态法考虑初始缺陷分布形式,利用弧长法对单根高窄H型钢肋梁杆件进行非线性稳定分析,得到其弯矩—转角曲线。分析腹板高厚比及翼缘宽厚比对肋梁杆件稳定性能及破坏形式的影响;分析加劲肋布置对肋梁杆件稳定性能及破坏形式的影响,得到稳定极限时的应力比,并与施工阶段的强度应力比进行比较;分析上翼缘混凝土壳侧撑作用对肋梁杆件稳定性能及破坏形式的影响,得到稳定极限时的应力比,并与正常使用阶段的强度应力比进行比较。通过以上分析结果选取合理的肋梁杆件截面及加劲肋布置方式,确保肋梁杆件稳定应力比高于强度应力比,以保证肋梁杆件的稳定性。分析高窄H型钢肋梁杆件在近似网壳实际约束的局部子结构中受节点影响时的稳定性,并与单根肋梁杆件进行比较分析;在不改变节点几何尺寸的条件下,通过增加节点的壁厚,分析其对肋梁杆件稳定性的影响。分析结果表明,节点圆管壁厚的增加可加强其对肋梁杆件的约束作用,进而提升肋梁杆件的极限承载力。本文对大开孔单层网壳及高窄H型钢肋梁杆件的静力稳定性分析可为吕梁新城体育中心体育场项目提供一定设计指导,对未来相似的结构及构件形式提供参考。