体育场屋盖钢结构计算书Word文档格式.docx
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《低合金高强度结构钢》GB/T1591-94
《网架结构设计与施工规程》JGJ7-1991
《网壳结构技术规程》JGJ61-2003
《钢网架螺栓球节点》JG10-1999
《网架结构工程质量检验评定标准》JGJ78-1991
《空间网格结构技术规程》JGJ7-2010
《钢网架检验及验收标准》(JG12-1999)
《钢网架焊接球节点》(JG11-1999)
《钢网架行业标准》(JGJ75.1~75.3-91)
《钢网架螺栓球节点用高强度螺栓》(GB/T16939-1997)
2.2安全等级
设计基准期:
50年
设计使用年限:
结构安全等级:
二级
结构重要性系数:
1.0
抗震设防分类:
丙类
抗震设防烈度:
7度
场地类别:
Ⅳ类
设计地震分组:
第一组
2.3材料
设计中使用的材料的物理性能、力学性能等参数参见表2.1~2.4。
表2.1钢材物理性能指标
弹性模量E
(N/mm2)
剪切模量G
线膨胀系数α
(/℃)
质量密度ρ
(kg/m3)
206×
103
79×
12×
10-6
7850
表2.2钢材强度设计值
钢号
厚度或直径
(mm)
抗拉、抗压和抗弯f(N/mm2)
抗剪
fv(N/mm2)
端面承压(刨平顶紧)
fce(N/mm2)
Q235
16
215
125
325
>
16~40
205
120
40~60
200
115
60~100
190
110
Q345
310
180
400
16~35
295
170
35~50
265
155
50~100
250
145
2.4设计荷载
金属板屋面0.5kN/m2
阳光板屋面0.8kN/m2
下部混凝土结构恒荷载取值详见混凝土结构计算书部分。
膜结构荷载(预留)0.25kN/m2
下弦马道1.00kN/m
下弦灯具1.4kN/m
下弦音箱4.0kN(合重)
在计算主结构自重时,将钢材质量密度放大1.2倍以考虑网架节点重量。
屋面活载0.5kN/m2
下弦马道1.00kN/m
下部混凝土结构活荷载取值详见混凝土结构计算书部分。
由于建筑造型新颖别致,体型特殊,对风荷载的静力和动力作用都将比较敏感,按照我国现行建筑结构荷载规范规定必须通过风洞模型试验来确定作用在其上的风荷载,并对其风致振动特性进行研究。
风荷载按50年重现期考虑,基本风压ω0=0.40kN/m2,地面粗糙度类别为B类。
计算风荷载效应时考虑4个风向角。
风荷载标准值结合荷载规范和同济大学土木工程防灾国家重点实验室2011年3月提供的《扬中市文体中心体育场部分屋盖表面风压风洞试验及风振响应分析研究报告》(编号SLDRCEWT201107)取值。
1)0度风向角下考虑风振系数后的50年重现期平均风压
顶面底面
2)90度风向角下考虑风振系数后的50年重现期平均风压
3)180度风向角下考虑风振系数后的50年重现期平均风压
4)270度风向角下考虑风振系数后的50年重现期平均风压
2.4.4雪荷载
雪荷载按50年重现期考虑,基本雪压0.35kN/m2。
(雪荷载与活荷载取大值考虑)
Ⅳ类,设计地震分组为第一组,Tg=0.65s
水平地震影响系数最大值αmax:
0.08
阻尼比ζ:
0.03(设有混凝土结构支撑体系的空间网格结构)
水平地震参数设置
地震反应谱选用国家标准《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)规定的反应谱。
以下是抗震设计中采用的参数:
图3.6设计用反应谱(多遇地震)
根据建筑抗震设计规范(GB50011-2010),长悬挑构件的竖向地震作用标准值,8度可取结构重力荷载代表值的10%。
考虑本结构局部悬挑较大,达25m,因此保守考虑结构竖向地震作用为结构重力荷载代表值的10%。
通过在软件中将结构重力荷载代表值放大10%偏保守地考虑竖向地震作用。
按照上述参数,进行了水平多遇地震反应谱分析及竖向的静荷载分析。
分析时考虑了X,Y,Z三向地震作用,每一振型的峰值反应均采用CQC方法组合。
结构合拢温度20℃,温度作用取±
30℃,分项系数取1.0,组合系数取1。
2.5荷载组合
2.5.1承载力极限状态组合
永久荷载控制组合
1.35恒+1.4×
0.7活
可变荷载控制组合
1.2恒+1.4活
1.2恒+1.4活+1.4×
0.6风
0.6风+升温
0.6风+降温
1.2恒+1.4风
1.2恒+1.4风+1.4×
0.7活+升温
0.7活+降温
1.0恒+1.4风
1.0恒+1.4风+1.4×
1.2恒+1.0升温+1.4活
1.2恒+1.0降温+1.4活
1.2恒+1.0升温+1.4×
0.7活+1.4×
1.2恒+1.0降温+1.4×
0.9恒+1.4风(吸)
地震组合
1.2恒±
1.3水平地震+0.5竖向地震+0.28风(压)
0.5水平地震+1.3竖向地震+0.28风(压)
1.3水平地震+0.28风(压)
1.2恒+1.3竖向地震+0.28风(压)
2.5.2正常使用极限状态组合
1.0恒+1.0活
1.0恒+1.0活+0.6风
1.0恒+1.0活+0.6风+升温
1.0恒+1.0活+0.6风+降温
1.0恒+1.0活+升温
1.0恒+1.0活+降温
1.0恒+1.0风
1.0恒+1.0风+0.7活
1.0恒+1.0风+升温
1.0恒+1.0风+降温
1.0恒+1.0风+0.7活+升温
1.0恒+1.0风+0.7活+降温
1.0恒+1.0升温
1.0恒+1.0降温
1.0恒+1.0升温+0.7活
1.0恒+1.0降温+0.7活
1.0恒+1.0升温+0.6风
1.0恒+1.0降温+0.6风
1.0恒+1.0升温+0.7活+0.6风
1.0恒+1.0降温+0.7活+0.6风
3分析模型
3.1总体模型
3.2截面规格
分区
截面名称
材质
A~J区
P114x6
Q235B
P133x6
P133x8
P140x8
P140x10
P159x10
P180x10
P219x12
P219x16
P219x25
下部混凝土
800x400
C30
900x400
700x300
600x300
500x200
800x2000
2000x800
800x800
1000x1000
600x600
1200x400
1000x400
900x500
1000x500
600x200
2000x1000
1200x500
800x300
400x400
600x400
1200x600
100x100
1100x500
500x500
4计算结果(重点考察结构在风荷载及地震下作用)
计算结果中重点考察结构在风荷载及地震下作用。
4.1风载变形
风荷载下最大变形发生在G区悬挑端角部,为271mm。
4.2地震作用
RX地震下X方向变形
多遇地震下RX结构的X方向水平位移(Max=32.1mm)
RX地震下Y方向变形
多遇地震下RX结构的Y方向水平位移(Max=17.81mm)
RY地震下X方向变形
多遇地震下RY结构的X方向水平位移(Max=24.45mm)
RY地震下Y方向变形
多遇地震下RY结构的Y方向水平位移(Max=34.38mm)
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