网架计算书.docx
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网架计算书
本科毕业设计
题目:
大型仓储屋盖设计
学院:
专业班级:
学号:
学生姓名:
指导教师:
教师职称:
二零一零年六月二日
大型仓储屋盖设计计算书
1设计资料
工程概况
北部某城市一大型仓储屋盖,建筑面积为1800m2(40m×45m),采用斜放四角锥网架。
屋盖下部为框架结构,网架周边支承在钢筋混凝土框架梁上,梁横截面宽度为350mm。
网架上弦节点加小立柱,沿短跨方向形成6%的排水坡度,在小立柱上沿长跨方向搭设檩条,檩条上铺设彩钢夹芯板,并采用聚苯夹芯保温。
设计基本条件
1.2.1设计等级要求
网架结构的防火等级和耐久等级均为二级。
1.2.2抗震设防烈度
该工程所在地区的抗震设防烈度为7度。
1.2.3气象条件
⑴温度:
最热月平均温度,最冷月平均温度,夏季极端最高温度(1955年7月23、24日),冬季极端最低温度(1970年1月4日)。
⑵相对湿度:
年平均湿度63%,最热月平均相对湿度76-80%。
⑶主导风向:
1、8、11月盛行北风和西南风,其它各月盛行西南风,基本风压为m2。
⑷雨雪条件:
年平均降雨量566.6mm,日最大降雨强度1856mm/日,最大积雪深度230mm。
2结构选型及初步设计
网架结构的选型
网架结构选型应遵循安全、经济、美观的设计原则,能够满足建筑的使用功能要求,并且能够充分发挥结构良好的受力性能。
本工程中,网架的长短边之比45/40=,其平面接近方形,且支承方式为周边支承,通过满应力优化设计比较,宜选择斜放四角锥网架。
斜放四角锥网架的上弦与边界轴线成450夹角,下弦正放,腹杆和下弦在同一垂直面内。
这种网架的上弦杆长度约为下弦杆的倍,故呈短压杆、长拉杆的情况,受力合理,节点汇交杆也较少。
在接近正方形周边支承时用钢量指标较好,适用于中小跨度建筑。
网格尺寸和网架高度
根据数值计算和工程经验,当网架短向跨度为L2=(30~60)m时,短向网格尺寸宜取为(1/11~1/14)×L2。
考虑屋面板布置,短向网格数取为12,网格尺寸为40/12=3.333m。
网架长向跨度较大,网格数划分应当比短跨方向多些,且网格尺寸宜比短向小些。
考虑以上因素,长向网格数取为14,网格尺寸为45/14=3.214m。
当网架短向跨度为L2=(30~60)m时,网格高度宜取为(1/12~1/15)×L2,周边支承时高度可以取小值;对于角锥体系网架,高度的选取还应满足使腹杆与弦杆的夹角接近60度的要求。
综合考虑以上因素,网格高度预先取为40/15=2.7m,当结构计算不满足挠度要求时,再适当加大网格高度。
网架结构的支承
本网架采用周边支承方式,所有边界节点都支承在框架梁上。
框架梁的横截面尺寸为350mm×600mm,混凝土强度等级为C30。
在网架边界的每个节点上都加上竖向约束(Z),为了防止网架在平面内转动,还要加水平约束。
本网架中在长跨其中一边的两端点分别加上两向水平约束(x,y)和一向水平约束(y)。
网架的屋面排水
本网架采用在上弦节点上加小立柱形成排水坡的方法。
沿短跨方向形成双坡自由排水系统,排水坡度为6%。
3网架结构的计算
网架结构上的作用
3.1.1静荷载:
网架自重:
网架自重包括网架的杆件自重和节点自重。
网架大多数采用钢材,它
的自重可以通过计算机程序自动生成。
上弦静荷载:
屋面板+檩条=m2。
下弦静荷载:
m2。
3.1.2活荷载:
屋面活荷载:
网架屋面为不上人屋面,屋面活荷载标准值取为m2。
雪荷载:
雪荷载和屋面活荷载不必同时考虑,取两者中的较大值。
由《建筑结构荷载规范》GB50009查得雪荷载为m2,小于屋面活荷载,故不考虑雪荷载。
风荷载:
对于周边支承,且支座节点在上弦的网架,风荷载由四周墙面承受,计算时可不考虑风荷载的影响。
积灰荷载:
网架作为仓储屋盖,积灰荷载较小,可以不考虑积灰荷载的影响。
吊车荷载:
网架结构中不设吊车,故不必考虑吊车荷载。
3.1.3温度变化作用与地震作用
本网架短向跨度为40米,属于中等跨度,温度变化作用对网架受力影响较小,因此可忽略温度变化作用对网架的影响。
该工程所在地区的抗震设防烈度为7度,按照我国《网架结构设计与施工规程》JGJ7-91的规定,可以不进行竖向抗震验算和水平抗震验算。
3.1.4荷载组合
当无吊车荷载、风荷载和地震作用时,网架应考虑以下荷载组合:
a.静荷载+活荷载
b.静荷载+半跨活荷载
c.网架自重+半跨屋面板自重+施工荷载
当采用轻型屋面或屋面板对称布置时,可不考虑后两种荷载组合。
因此,本工程中只考虑第一种荷载组合,共有四种工况组合情况:
(1)、静荷载×(+)=m2;
(2)、静荷载+活荷×(+)+×=kN/m2;
(3)、静荷载+活荷载×(+)+×=kN/m2;
(4)、静荷载+活荷载×(+)+×=kN/m2。
杆件的内力计算与输出
在CAD2004中建立网架模型,然后导入MST中,利用MST对网架杆件进行内力分析,从而得到各杆件的内力情况,详见下面表-1所示。
表-1杆件的轴力范围
杆件号
轴力范围(kN)
杆件号
轴力范围(kN)
杆件号
轴力范围(kN)
1
28
55
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27
54
81
续表-1
杆件号
轴力范围(kN)
杆件号
轴力范围(kN)
杆件号
轴力范围(kN)
82
126
170
83
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125
169
213
续表-1
杆件号
轴力范围(kN)
杆件号
轴力范围(kN)
杆件号
轴力范围(kN)
214
258
302
215
1
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303
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304
-9
217
-7
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218
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311
224
268
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225
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269
313
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315
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-24
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273
317
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274
318
231
275
319
232
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233
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234
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323
236
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325
238
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326
239
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-130
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284
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241
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-9
244
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289
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247
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335
248
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-66
336
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-48
293
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250
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-130
338
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295
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252
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254
298
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255
299
343
256
300
344
257
-73
301
345
续表-1
杆件号
轴力范围(kN)
杆件号
轴力范围(kN)
杆件号
轴力范围(kN)
346
390
434
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392
-47
436
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393
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394
438
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395
439
-66
352
396
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353
397
441
-130
354
398
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355
399
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400
444
357
401
445
358
402
446
359
403
447
360
404
448
361
405
449
-24
362
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450
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366
410
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367
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455
368
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456
369
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457
370
414
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-73
371
415
459
372
416
-9
460
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373
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461
374
418
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375
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465
-61
378
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423
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424
468
381
425
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382
426
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471
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431
475
-48
388
432
476
389
433
477
-24
续表-1
杆件号
轴力范围(kN)
杆件号
轴力范围(kN)
杆件号
轴力范围(kN)
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522
566
479
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523
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525
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487
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532
1
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535
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536
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538
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583
496
540
584
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586
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543
587
500
544
588
501
545
589
502
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590
503
-48
547
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504
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548
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549
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550
594
507
551
595
508
552
-56
596
-31
509
1
553
597
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554
598
511
555
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512
556
600
513
557
601
-10
514
558
602
515
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559
603
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560
604
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520
564
608
-54
521
565
609
续表-1
杆件号
轴力范围(kN)
杆件号
轴力范围(kN)
杆件号
轴力范围(kN)
610
-35
654
698
611
655
699
612
656
-23
700
613
657
701
614
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658
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705
618
662
-22
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663
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707
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-23
719
632
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678
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679
723
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637
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725
638
682
726
639
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683
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728
641
-50
685
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686
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687
731
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646
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647
691
735
648
692
736
649
693
737
650
694
738
88
651
695
739
652
696
740
653
697
741
续表-1
杆件号
轴力范围(kN)
杆件号
轴力范围(kN)
杆件号
轴力范围(kN)
742
786
830
743
787
831
744
788
217
832
745
789
833
746
790
217
834
747
791
835
748
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836
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793
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837
750
19
794
838
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