网架结构计算书

发布时间：2020-01-25 20:33:35

保管期限：长期

计算书

CALCULATION DOCUMENT

工程编号：

工程名称：烟台冀东润泰建材有限公司

矿渣堆棚

项目名称：

设计阶段：施工图

设计专业：屋盖网架结构

计算人：

校对人：

审核人：

审定人：

日期：

第一部分工程概况

1．建设单位：

2．工程地点：

·本工程建筑结构安全等级

[ ]一级 [ √ ]二级 [ ]三级

·设计使用年限

[ ]5年 [ ]25年 [ √ ]50年 [ ]100年

·抗震设防烈度

[ ]非抗震 [ ]6度（0.05g）

[ ]7度（0.10g） [√ ]7度（0.15g）

[ ]8度（0.20g） [ ]8度（0.30g）

[ ]9度（0.40g）

·耐火等级

[ ]一级 [ √ ]二级 [ ]三级 [ ]四级

注：用“√”表示选中

第二部分结构设计参数

二.1 主要设计依据

1. 建筑结构可靠度设计统一标准（GB50068-2001）

2. 建筑结构荷载规范（GB50009-2012）

3. 建筑抗震设计规范（GB50011－2010）

4. 混凝土结构设计规范（GB50010-2010）

5. 钢结构设计规范（GB50017－2003）

6. 空间网格结构技术规程（JGJ7-2010）

7. 钢网架焊接球节点（JG/T 11-2009）

8. 钢网架螺栓球节点（JG/T 10-2009）

9. 钢网架螺栓球节点用高强度螺栓（GB/T16939）

10. 冷弯薄壁型钢结构设计规程（GB50018）

11. 建筑钢结构防火技术规范（CECS200:2006）

二.2 材料

（1）钢材

网架的上、下弦杆和腹杆、加肋焊接空心球、支座板件和预埋板均采用Q235-B钢材。其化学成分及力学性能应符合现行国家标准《碳素结构钢》（GB/T700）的要求。

钢材的实测屈强比不应大于0.85，应有明显的屈服台阶，伸长率大于20%。

钢材应有良好的可焊性和合格的冲击韧性。

（2）焊条、焊剂及焊丝

手工电弧焊对于Q235钢采用E43型。

自动焊接及半自动焊接。Q235钢的埋弧焊，焊剂采用F4Ax型，焊丝采用H08A型；Q235钢CO2气体保护焊的焊丝，采用ER49-1型。

Q235钢手工焊用焊条应符合现行规范《碳钢焊条》（GB/T5117）的规定，选用的焊条应与主体金属相匹配。自动焊或半自动焊的焊丝与焊剂应与主体结构相匹配，焊剂应符合现行标准《埋弧焊用碳素钢焊丝和焊剂》（GB/T5293）、焊丝应符合现行标准《熔化焊用钢丝》（GB/T14957）或《气体保护焊用钢丝》（GB/T8110）的规定。

不同强度钢材间焊接时，焊条、焊丝和焊剂采用强度较低钢材的规格。

主要焊接质量等级与检测方法参见表1。所有焊缝均须进行外观检查。

表1 焊缝质量性能

焊缝类型	焊接要求	焊缝等级	检测方法	探伤比例
网架支座节点的坡口等强焊缝	一	超声波或射线照相	100	一
组合焊缝	三	磁粉	10	三
钢管、H型钢的工厂拼接焊缝钢管和焊接空心球的工厂焊缝	二	超声波或射线照相	20	二
钢管、H型钢的现场拼接焊缝钢管和焊接空心球的现场焊缝	二	超声波或射线照相	50	二

全熔透焊缝均应符合与母材等强的要求。

（3）圆钢管

对于管径小于159mm的钢管，可采用无缝钢管或者高频焊接直缝钢管；对于管径大于和等于159mm的钢管，必须采用无缝钢管。无缝钢管和高频焊接直缝钢管的质量应分别符合国家标准《结构用无缝钢管》（GBT8162-2008）和《电焊钢管》（YB242～263）的要求。无缝钢管的管壁厚度不允许出现负公差。

（4）锚栓

支座预埋锚栓均采用Q345-B钢制作，其质量应符合现行国家标准《低合金高强度结构钢》（GB/T1591）的要求。

（5）普通螺栓

普通螺栓采用符合现行国家规定标准《碳素结构钢》（GB/T 700）所规定的Q235钢材制成，并应符合现行国家标准《六角头螺栓C级》（GB/T 5780）和《六角头螺母》（GB/T 5782）的规定。

（6）网架螺栓球节点用高强度螺栓

高强度螺栓材料选用现行国家标准《合金结构钢》（GB/T 3077)规定的20MnTiB或40Cr钢。M12~M36高强螺栓的强度等级为10.9S；M39~M64高强螺栓的强度等级为9.8S。

（7）其他

所有材料均应附有出厂合格证及复检合格证明，钢结构构件从采购到最终安装均应可追溯。

二.3 主要结构构件

1.网架结构

（1）网架杆件

网架结构的杆件均采用Q235-B钢材。对于管径相同，壁厚不同的杆件应作特别注明，以免造成安装差错。

（2）焊接空心球

焊接空心球采用Q235-B钢材，其产品质量应符合行业标准《钢网架焊接球节点》(JG/T 11)的规定。焊接球均采用加肋空心球，环肋厚度与球壁厚度相同，环肋宽度应符合标准《空间网格结构技术规程》(JGJ7-2010)中的要求。环肋平面与主杆件的受力方向一致。钢管杆件与空心球应采用坡口等强焊接。为保证焊接质量，钢管端头应加短套管作为衬管，如图1所示。

图1 衬管

（3）螺栓球

螺栓球采用45号钢制成。其质量标准应符合现行国家标准《优质碳素结构钢号》(GBT/699)和《钢网架螺栓球节点》(JG/T 10)的要求。

（4）高强螺栓

高强螺栓质量应符合现行国家标准《网架螺栓球节点用高强度螺栓》(GB/T16939)的要求。

（5）锥头、套筒和螺钉

网壳的钢管通过锥头和螺栓球连接。锥头和套筒的材质为Q235-B。锥头和套筒应采用锻模成型，其任一截面应不小于连接钢管的截面强度。锥头与钢管采用全熔透坡口等强焊接。如图2所示。

应采用螺钉代替销子，以改善高强螺栓的受力状态。螺钉材质采用20MnTiB或40Cr,应符合现行国家标准《合金结构钢》(GB/T3077)的规定。

锥头、套筒和螺钉的加工图设计应由钢结构工程承包单位负责，并对螺栓球、焊接球的配置与直径进行复核计算。

螺栓球、高强螺栓、杆件以及焊接空心球的质量应符合现行行业标准《钢网架》(JG/T 10~12)中合格品的技术要求。

图2 锥头焊缝

2.网架支座

网架下弦支座节点采用两种形式。对于竖向拉力小于600kN的支座（ZZ1~5），其形式为常规板式橡胶垫板支座，通过锚栓来承担竖向拉力；对于竖向拉力大于600kN的支座（ZZ6），采用专利球形抗震钢支座。

支座ZZ6由上、下两部分组成。上半部包括空心焊接球、支承短钢管、竖向加劲板与底板，以上所有板件间均采用等强坡口熔透焊接。下半部部分为拉压型球形抗震钢支座，由可自由转动、自由水平滑动的上盖板、固定底座构成。支座上下部分通过高强螺栓连接。

支座ZZ1的竖向压力、竖向拉力、X方向与Y方向的水平剪力、位移量由本设计提供，支座下半部分详图的设计工作由产品供应商承担。球形抗震钢支座在支座底托边沿开坡口，与下部钢柱柱顶钢板焊接，焊条采用E50型。

3.檩条

主檩条采用焊接H型钢，次檩采用冷弯C型钢。主檩和次檩的材质均为Q235 -B钢。H型钢工厂拼接应采用对接焊接，对接焊缝等级为二级。对接焊接时，翼缘和腹板对接截面错开应不小于200mm。H型钢的加劲肋与腹板、翼缘间采用双面角焊缝连接，焊脚高度同加劲肋厚，一律满焊。

第三部分荷载参数（标准值）

三.1 恒荷载

本工程恒荷载值按下表取值，上下弦屋面恒荷载分布见附图1和附图2。

表2 恒荷载取值

编号	位置	荷载值	范围
1	结构自重	由程序自动计算
2	上弦屋面恒载	0.20	含屋面板、采光带、主次檩条
3	室内下弦荷载	0.05	含灯具等

注：表中未注明荷载的单位均为kN/m2。承包商在屋面系统及负载设备的材料选择和构造设计时，其综合重量不得大于以上荷载取值。

三.2 活荷载（满布）

表3 活荷载取值

活荷载1	施工检修荷载	0.50kN/m2	取较大值为0.50kN/m2
活荷载1	雪荷载	0.40kN/m2	取较大值为0.50kN/m2
活荷载2	积灰荷载	0.50kN/m2	在天沟处不大于3.0m分布宽度内取：1.4×0.50=0.70 kN/m2

三.3 风荷载

基本风压（考虑50年重现期）

B类场地，高度取17.2m，

承载能力极限状态进行强度与稳定验算时，

按四个风向考虑：

表4 风荷载体型系数选取


风一	风二

风三	风四

当时，

三.4 温度

烟台50年重现期最低温-8℃，最高温32℃。

取结构的温差范围为±30℃。

三.5 地震

根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2010，本工程所在地区抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.15g，设计地震分组为第二组。

根据《空间网格结构技术规程》（JGJ7-2010）第4.4.1条和《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）第10.2.6条的规定，7度时的屋盖网架结构可不进行地震作用计算。

第四部分工况组合

（一）承载能力极限状态

(1) [1.35][静]

(2) [1.35][静] + [0.84][温(+)]

(3) [1.35][静] + [0.84][温(-)]

(4) [1.20][静] + [1.40][温(+)]

(5) [1.20][静] + [1.40][温(-)]

(6) [1.35][静] + [0.98][活1] + [1.26][活2]

(7) [1.20][静] + [1.40][活1] + [1.26][活2]

(8) [1.20][静] + [0.98][活1] + [1.40][活2]

(9) [1.35][静] + [1.26][活2] + [0.84][温(+)]

(10) [1.35][静] + [1.26][活2] + [0.84][温(-)]

(12) [1.20][静] + [1.40][活2] + [0.84][温(-)]

(14) [1.20][静] + [1.40][活1] + [0.84][温(-)]

(15) [1.35][静] + [0.98][活1] + [1.26][活2] + [0.84][温(-)]

(16) [1.20][静] + [1.40][活1] + [1.26][活2] + [0.84][温(-)]

(17) [1.20][静] + [0.98][活1] + [1.40][活2] + [0.84][温(-)]

(18) [1.20][静] + [0.98][活1] + [1.26][活2] + [1.40][温(-)]

(19) [1.20][静] + [0.98][活1] + [1.40][温(-)]

(20) [1.20][静] + [1.26][活2] + [1.40][温(+)]

(21) [1.20][静] + [1.26][活2] + [1.40][温(-)]

(22) [1.00][静] + [1.40][风1]

(25) [1.00][静] + [1.40][风4]

(26) [1.00][静] + [1.40][风1] + [0.84][温(+)]

(27) [1.00][静] + [1.40][风2] + [0.84][温(+)]

(32) [1.00][静] + [1.40][风3] + [0.84][温(-)]

(33) [1.00][静] + [1.40][风4] + [0.84][温(-)]

-----------------------------------------------------------------------------------------------

（二）正常使用极限状态

(54) [1.00][静] + [1.00][活1] + [1.00][活2]

(55) [1.00][静] + [1.00][风1]

(56) [1.00][静] + [1.00][风2] (57) [1.00][静] + [1.00][风3]

(58) [1.00][静] + [1.00][风4]

(59) [1.00][静] + [1.00][温(+)]

(60) [1.00][静] + [1.00][温(-)]

第五部分结构分析和验算

5、结构分析和验算

5.1 内力的计算：

利用MST2004 对网架杆件进行内力分析。可得到内力数据表（表1）

内力数据表（表1）

=======最不利工况组合结果信息=======

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	-3.9	-2.2	655	19.8	35.2	1308	1.1	1.4
2	-4	-2.2	656	-25.7	-14.4	1309	-4.4	-2
3	4	7.5	657	19.8	35.2	1310	-12.2	-6.9
4	0.1	0.3	658	-25.1	-14.1	1311	7.6	13.7
5	1.9	3.4	659	16.9	30.4	1312	2.7	4.3
6	-16.6	-9.1	660	-15.4	-8.6	1313	-19.3	-10.1
7	10.4	19.2	661	13.5	24.5	1314	-28.8	-15.4
8	-12	-6.6	662	-1.4	-0.7	1315	15.9	29.4
9	-1.4	-0.7	663	10.4	19.2	1316	10.7	19.8
10	-25.5	-14	664	1.9	3.4	1317	-29.7	-15.4
11	13.5	24.5	665	4	7.5	1318	-40.6	-21.6
12	-31.3	-17.2	666	-3.9	-2.2	1319	19.7	36.9
13	-15.4	-8.6	667	9.3	17.4	1320	18.5	34.7
14	-36.2	-20.2	668	10.1	18.8	1321	1.4	2.5
15	16.9	30.4	669	7.1	13.8	1322	-2	-0.9
16	-44.4	-24.7	670	11.5	21.7	1323	1	1.9
17	-25.1	-14.1	671	26	48.3	1324	-1.3	-0.5
18	-59.3	-33.3	672	10.6	20	1325	1.7	2.5
19	19.8	35.2	673	10.7	19.8	1326	-2	-1.1

20	-60.5	-34	674	56.6	103.4	1327	1.8	3.6
21	-25.7	-14.4	675	10.1	18.5	1328	-3	-1.2
22	-63.5	-35.8	676	8.3	14.7	1329	3.6	5.5
23	19.8	35.2	677	92.7	167.2	1330	-4.8	-2.9
24	-63.5	-35.8	678	6	10.4	1331	-4.3	-2.6
25	-25.1	-14.1	679	9.2	15.8	1332	3.4	5.1
26	-60.5	-34	680	132.5	237	1333	9	15
27	16.9	30.4	681	8.4	14.4	1334	-13.9	-7.9
28	-59.3	-33.3	682	8.4	14.4	1335	-25.3	-14.2
29	-15.4	-8.6	683	140.3	250.4	1336	15.3	26.4
30	-44.4	-24.7	684	9.2	15.8	1337	26.7	46.5
31	13.5	24.5	685	6	10.4	1338	-45.1	-25.2
32	-36.2	-20.2	686	132.5	237	1339	-42.5	-23.8
33	-1.4	-0.7	687	8.3	14.7	1340	25.2	43.9
34	-31.3	-17.2	688	10.1	18.5	1341	29.5	51.3
35	10.4	19.2	689	92.7	167.2	1342	-49.8	-27.9
36	-25.5	-14	690	10.7	19.8	1343	-49.8	-27.9
37	1.9	3.4	691	10.6	20	1344	29.5	51.3
38	-12	-6.6	692	56.6	103.4	1345	25.2	43.9
39	4	7.5	693	11.5	21.7	1346	-42.5	-23.8

40	-16.6	-9.1	694	7.1	13.8	1347	-45.1	-25.2
41	-3.9	-2.2	695	26	48.3	1348	26.7	46.5
42	0.1	0.3	696	9.3	17.4	1349	15.3	26.4
43	-4	-2.2	697	10.1	18.8	1350	-25.3	-14.2
44	0	0	698	8.8	16.4	1351	-13.9	-7.9
45	3.3	6.3	699	42.1	77.7	1352	9	15
46	-14.2	-7.4	700	104.7	190.5	1353	3.4	5.1
47	-13.9	-7.4	701	169.6	305.1	1354	-4.3	-2.6
48	-16.5	-8.8	702	250.1	446.5	1355	-4.8	-2.9
49	-31	-16.8	703	266.3	474.2	1356	3.6	5.5
50	-24.9	-13.3	704	250.1	446.5	1357	-3	-1.2
51	-39.1	-21.2	705	169.6	305.1	1358	1.8	3.6
52	-21.5	-11.7	706	104.7	190.5	1359	-2	-1.1
53	-68	-37.2	707	42.1	77.7	1360	1.7	2.5
54	-21.6	-11.7	708	8.8	16.4	1361	-1.3	-0.5
55	-88	-48.5	709	24	45.6	1362	1	1.9
56	-9.7	-5.5	710	14.7	27.1	1363	-2	-0.9
57	-104.2	-57.8	711	38.1	72.2	1364	1.4	2.5
58	-13.9	-7.8	712	44.9	84.6	1365	28.2	52.6
59	-126.7	-70.5	713	49.5	90.8	1366	28.2	52.7

60	-5.9	-3.9	714	45.1	84.2	1367	-52.3	-27.8
61	-160.8	-90	715	41	75.7	1368	-51.7	-27.4
62	-11.8	-7	716	136.6	247.4	1369	20.2	37.3
63	-181.2	-101.7	717	38.5	69.9	1370	21.4	39.5
64	-5.5	-3.8	718	32.9	58.7	1371	-38.9	-20.9
65	-181.9	-102.2	719	237.7	426.3	1372	-36.7	-19.6
66	-11.8	-7	720	27.7	47.9	1373	14.5	26.1
67	-181.9	-102.2	721	21.4	35.6	1374	14.4	26.1
68	-5.9	-3.9	722	350.1	623.7	1375	-23.9	-13
69	-181.2	-101.7	723	19.7	32.1	1376	-26.7	-14.3
70	-13.9	-7.8	724	19.7	32.1	1377	6.2	10.4
71	-160.8	-90	725	376.6	669.5	1378	6.4	10.9
72	-9.7	-5.5	726	21.4	35.6	1379	-10.2	-5.7
73	-126.7	-70.5	727	27.7	47.9	1380	-9.7	-5.5
74	-21.6	-11.7	728	350.1	623.7	1381	1.2	1.7
75	-104.2	-57.8	729	32.9	58.7	1382	-3.2	-1.2
76	-21.5	-11.7	730	38.5	69.9	1383	0.1	1
77	-88	-48.5	731	237.7	426.3	1384	1.6	3
78	-24.9	-13.3	732	41	75.7	1385	-11.7	-5.6
79	-68	-37.2	733	45.1	84.2	1386	-14.4	-7.1

80	-16.5	-8.8	734	136.6	247.4	1387	7.8	15.1
81	-39.1	-21.2	735	44.9	84.5	1388	6.3	12.4
82	-14.2	-7.4	736	38.1	72.2	1389	-11.6	-5.1
83	-31	-16.8	737	49.5	90.7	1390	-28.8	-15
84	0	0	738	24	45.6	1391	3.4	7.3
85	-13.9	-7.4	739	14.7	27.1	1392	19.7	35.9
86	3.3	6.3	740	11.6	21.3	1393	-24	-12.4
87	-15.9	-8.6	741	53.8	97.8	1394	-21.2	-10.8
88	0.6	1	742	160.3	289.1	1395	11.5	21.8
89	-28	-14.8	743	289.1	517.2	1396	13.1	24.6
90	-16	-8.8	744	434.1	772.1	1397	4.8	6.7
91	-28.2	-14.9	745	468.9	832.3	1398	-36.3	-19.6
92	-33.4	-18.3	746	434.1	772.1	1399	-4.1	-2.7
93	-31.9	-16.9	747	289.1	517.2	1400	20.7	37.1
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239	-503.6	-284.4	893	468.9	832.3	1546	13.1	24.6

240	-41.1	-24.2	894	34.3	57.5	1547	-24	-12.4
241	-492.4	-277.8	895	42.4	73.3	1548	-21.2	-10.8
242	-52.8	-29.9	896	434.1	772.1	1549	3.4	7.3
243	-438.7	-247	897	50	89	1550	19.7	35.9
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248	-74.8	-40.7	902	160.2	289.1	1555	-11.7	-5.6
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250	-78.8	-42.5	904	57.7	108.6	1557	0.1	1
251	-147.9	-82.3	905	53.8	97.8	1558	1.6	3
252	-70.7	-38	906	34.1	64.4	1559	1.2	1.7
253	-75.2	-41.7	907	11.6	21.3	1560	-3.2	-1.2
254	-50.2	-26.8	908	14.7	27.1	1561	-10.2	-5.7
255	-37.6	-20.7	909	49.5	90.8	1562	-9.7	-5.5
256	-17.9	-9.6	910	136.6	247.4	1563	6.2	10.4
257	-26	-14.3	911	237.7	426.3	1564	6.4	10.9
258	12	22.2	912	350.1	623.7	1565	-23.9	-13
259	-23	-12.4	913	376.6	669.5	1566	-26.7	-14.3

260	-3.1	-1.5	914	350.1	623.7	1567	14.5	26.1
261	-62.5	-33.5	915	237.7	426.3	1568	14.4	26.1
262	-18.4	-10.5	916	136.6	247.4	1569	-38.9	-20.9
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302	-24	-12.9	956	132.5	237	1609	-4.3	-2.6
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402	-70.6	-40	1056	12.2	22.5	1709	1.3	2.4
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412	-42	-24.7	1066	6.6	11.7	1719	30.8	54.1
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420	-108.2	-58.9	1074	-39.1	-21.4	1727	50.6	88.7
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422	-105.3	-56.9	1076	30.7	55.1	1729	-84.1	-47.4
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424	-90.1	-48.5	1078	-66.6	-36.9	1731	43.5	76.4
425	-75.2	-41.7	1079	-82	-45.8	1732	-75.1	-42.2
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428	-23	-12.4	1082	-102.6	-57.3	1735	25.8	45.3
429	-26	-14.3	1083	-123.2	-69.1	1736	-44.3	-24.8
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431	-17.9	-9.6	1085	68.7	121.6	1738	14.1	24.5
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594	-31.9	-16.9	1248	-4.4	-2	1901	-86.7	-47.5
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599	-31	-16.8	1253	5.6	8.4	1906	-2.4	-1.3

600	-15.9	-8.6	1254	-16.4	-8.9	1907	1.9	3
601	-13.9	-7.4	1255	-5.7	-3.7	1908	1.2	2.3
602	3.3	6.3	1256	8.8	15.5	1909	-118.6	-65.8
603	0	0	1257	-4.6	-1.9	1910	70.1	125.3
604	-4	-2.2	1258	-12.3	-6.2	1911	74.1	132
605	-14.2	-7.4	1259	6.7	12.8	1912	-137.1	-76.8
606	0.1	0.3	1260	2.4	5.1	1913	0	0.2
607	-16.5	-8.8	1261	15.8	26.2	1914	-1	-0.5
608	-16.6	-9.1	1262	-40.9	-22.3	1915	1	1.6
609	-24.9	-13.3	1263	-33.9	-19.7	1916	0.3	0.5
610	-12	-6.6	1264	28.8	51.2	1917	-135.1	-75.5
611	-21.5	-11.7	1265	-11.1	-5.5	1918	76.4	135.9
612	-25.5	-14	1266	-5.6	-2.3	1919	76.4	135.9
613	-21.6	-11.7	1267	2.8	6.1	1920	-135.1	-75.5
614	-31.3	-17.2	1268	6.1	11.7	1921	0.3	0.5
615	-9.7	-5.5	1269	29.3	50.2	1922	1	1.6
616	-36.2	-20.2	1270	-66.1	-36.6	1923	-1	-0.5
617	-13.9	-7.8	1271	-53	-30.3	1924	0	0.2
618	-44.4	-24.7	1272	40.8	72	1925	-137.1	-76.8
619	-5.9	-3.9	1273	-1.4	-0.5	1926	74.1	132

620	-59.3	-33.3	1274	-4.7	-2.3	1927	70.1	125.3
621	-11.8	-7	1275	2.8	5.2	1928	-118.6	-65.8
622	-60.5	-34	1276	1	2	1929	1.2	2.3
623	-5.5	-3.8	1277	41.2	71.9	1930	1.9	3
624	-63.5	-35.8	1278	-70.3	-39.6	1931	-2.4	-1.3
625	-11.8	-7	1279	-70.3	-39.6	1932	-1.8	-0.7
626	-63.5	-35.8	1280	41.2	71.9	1933	-93.7	-52.1
627	-5.9	-3.9	1281	1	2	1934	54.8	98.5
628	-60.5	-34	1282	2.8	5.2	1935	46.1	83.2
629	-13.9	-7.8	1283	-4.7	-2.3	1936	-86.7	-47.5
630	-59.3	-33.3	1284	-1.4	-0.5	1937	3.7	6.8
631	-9.7	-5.5	1285	40.8	72	1938	-4.8	-2.5
632	-44.4	-24.7	1286	-53	-30.3	1939	3	5.3
633	-21.6	-11.7	1287	-66.1	-36.6	1940	-6.2	-3.1
634	-36.2	-20.2	1288	29.3	50.2	1941	-61.5	-33.8
635	-21.5	-11.7	1289	6.1	11.7	1942	34.3	62.4
636	-31.3	-17.2	1290	2.8	6.1	1943	27.5	50.2
637	-24.9	-13.3	1291	-5.6	-2.3	1944	-49.8	-26.8
638	-25.5	-14	1292	-11.1	-5.5	1945	-2.5	-1.4
639	-16.5	-8.8	1293	28.8	51.2	1946	2.9	4.9

640	-12	-6.6	1294	-33.9	-19.7	1947	-4.4	-2.3
641	-14.2	-7.4	1295	-40.9	-22.3	1948	1.9	3
642	-16.6	-9.1	1296	15.8	26.2	1949	-38.6	-20.8
643	0	0	1297	2.4	5.1	1950	16.6	30.4
644	0.1	0.3	1298	6.7	12.8	1951	12.2	22.5
645	-4	-2.2	1299	-12.3	-6.2	1952	-13.1	-6.8
646	-3.9	-2.2	1300	-4.6	-1.9	1953	-8.8	-4.6
647	4	7.5	1301	8.8	15.5	1954	7.5	13.4
648	1.9	3.4	1302	-5.7	-3.7	1955	-12.9	-7
649	10.4	19.2	1303	-16.4	-8.9	1956	5.1	9.4
650	-1.4	-0.7	1304	5.6	8.4	1957	-31	-16.4
651	13.5	24.5	1305	-0.8	-0.6	1958	6.7	12.3
652	-15.4	-8.6	1306	-2	-1.3	1959	4.8	8.6
653	16.9	30.4	1307	1.8	2.6	1960	5.9	11.1
654	-25.1	-14.1

杆件的最大压力是 -550.4kN 杆件的最大拉力是 1105.7kN

根据拉力划分内力的范围：180KN 200KN 350KN 420KN 543 KN 750 KN 1050 KN 1361 KN

由拉力：N=Af公式（1）压力N=φfA公式（2）

选择杆件的截面尺寸。

5.2杆件选配：如下：

杆件截面表（表2）

序号	杆件规格	截面积	i	长细比			φ			压力			拉力
		截面积	i				弦杆		腹杆	弦杆短向	弦杆长向	腹杆	拉力
		mm2	mm	弦杆短向	弦杆长向	腹杆	短向	长向	腹杆	KN	KN	KN	KN
1	75.5*3.75	845	25.4	94.5	92.8	90.9	0.628	0.837	0.651	114	152	118	182
2	88.5*4.0	1062	29.9	80.3	78.8	77.2	0.716	0.725	0.733	163	166	167	228
3	114.0*5.0	1712	38.6	62.2	61.1	59.8	0.805	0.811	0.816	296	299	300	368
4	133.0*5.0	2011	45.3	53	52	51	0.84	0.843	0.847	363	364	366	432
5	140.0*6.0	2526	47.4	50.6	49.7	48.7	0.848	0.851	0.854	460	462	464	543
6	159.0*8.0	3795	53.5	44.9	44.1	43.2	0.864	0.867	0.869	705	707	709	816
7	180.0*10.0	5341	60.2	39.9	39.2	38.4	0.878	0.88	0.882	1008	1011	1013	1148
8	180.0*12.0	6333	59.5	40.3	39.6	38.8	0.877	0.852	0.881	119	116	1200	1362

5.3、节点球的选择

5.3.1 球规格的选择

当空心球直径为120~500mm时，其受压、受拉承载力设计值可分别按下列公式计算：

5.1.1、受压空心球 Nc≤ηc（400td-13.3t2d2/D）

其中 Nc——受压空心球的轴向压力设计值（N）：D——空心球外径（mm）；t——空心球壁厚（mm）；d——钢管外径（mm）； ηc——受压空心球加肋承载力提高系数，不加肋ηc=1.0，加肋ηc=1.4。

对于上弦中心③号球：

ηc（400td-13.3t2d2/D）=1.0(400*10*159-13.3*102*1592/400)=551.94KN＞Ncmax=550.4KN 满足要求。

5.1.2、受拉空心球 Nt≤0.55ηttdπf 　

其中 Nt——受拉空心球的轴向拉力设计值（N）： t——空心球壁厚（mm）； d——钢管外径（mm）； f——钢材强度设计值（ N/mm2)；ηt——受拉空心球加肋承载力提高系数，不加肋ηt=1.0，加肋ηt=1.1。

对于下弦中心⑤号球：0.55ηttdπf =0.55*1.1*16*180*3.14*215=1176.3KN＞Ntmax=1105.7KN,

对于下弦角①号球：0.55ηttdπf =0.55*1.0*6*75.5*3.14*215=168.2KN＞Ntmax=18.8KN,

对于下弦边中心③号球：0.55ηttdπf =0.55*1.0*10*75.5*3.14*215=280.4KN＞Ntmax=237.0KN, 满足要求。

规范规定：空心球外径与壁厚的比值可按设计要求在25-45 mm范围内选用；空心球壁厚与钢管最大壁厚的比值宜选用1.2-2.0 mm；空心球壁厚不宜小于4mm。

5.1.3球直径的验算：

在确定空心球外径时，球面上网架相连接杆件之间的缝隙a不宜小于10mm。为了保证缝隙a，空心球直径也可初步按下式估算： D=（d1+2a+d2）/θ　　　　　　

　　（ θ——汇集于球节点任意两钢管杆件间的夹角（rad）； d1、d2——组成θ角的钢管外径(mm)。）　

对于下弦中心⑤号球d1=180mm；d2=75.5mm；θ=（62.49/180）*3.14=1.09；D=(180+75.5+20)/1.09=252.75mm＜500mm，满足要求。

对于下弦角节点①号球d1=d2=75.5mm；θ=（63.02/180）*3.14=1.1；D=(75.5+75.5+20)/1.1=155.5mm＜200mm，满足要求。

对于上弦中心③号球d1=159mm；d2=75.5mm；θ=（62.49/180）*3.14=1.09；D=(159+75.5+20)/1.09=196.79mm＜400mm，满足要求。

5.2 进行壁厚验算：

5.2.1受压球验算：Nc≤ηc（400td-13.3t2d2/D）

D---空心球外径 t---空心球壁厚 d---空心球内径

ηc ---受压空心球加肋承载力提高系数，不加肋取1；加肋取1.4

7.2.2受拉球验算：Nt≤0.55ηt tdπf

t---空心球壁厚 d---钢管外径 f---钢材强度设计值

上弦中心③号球：ηc（400td-13.3t2d2/D）=1.0(400*10*159-13.3*102*1592/400)=551.94KN＞Ncmax=550.4KN

下弦中心⑤号球：0.55ηttdπf=0.55*1.1*16*180*3.14*215=1176.3KN＞Ntmax=1105.7KN, 满足要求。

5.3、挠度验算：

网架短跨长度为40m，经计算网架的最大挠度为120mm＜40000/300=133.33mm。符合要求。

杆件材料表（3）

杆件层	杆件编号	规格	长度	数量	杆重（Kg）
上弦杆件	1	75.5*3.75	2619	284	4616
	1	75.5*3.75	2667	138	2329
	2	88.5*4	2619	52	1065
	2	88.5*4	2667	26	551
	3	114*5	2667	72	2436
	4	133*5	2667	30	1197
	5	140*6	2667	26	1269
	6	159*8	2667	38	2667
腹层杆件	1	75.5*3.75	2887	924	16623
	2	88.5*4.00	2887	40	877
	3	114*5	2887	16	571
下弦杆件	1	75.5*3.75	2619	132	2130
	1	75.5*3.75	2667	60	1013
	2	88.5*4	2619	8	161
	2	88.5*4	2667	4	84
	3	114*5	2619	20	656
	3	114*5	2667	22	726
	4	133*5	2667	12	479
	5	140*6	2667	10	459
	6	159*8	2667	22	1493
	7	180*10	2667	20	1889
	8	180*12	2667	4	448

总计			48545	1960	43739

球结点表（4）

编号	球径	图示	数量	重量（Kg）
1	ws200*6	①	312	1785
2	ws240*8	②	170	1855
3	ws400*10	③	72	2774
4	ws500*12	④	26	2376
5	ws500*16	⑤	17	2045
总计			597	10835

5.4、支座计算

取最危险的一个节点306，与节点相连的杆件号和各杆件的内力值见表。

表

杆件编号	655	656	624	1915	1918
杆件内力	35。2kN	-25。7 kN	-63。5 kN	1。6kN	135。9kN

则支座反力为:（135.9+1.6）×Cos27.60=121.85kN。C30混凝土承压极限强度为14.3N/ mm2 , 根据A≥kN/fc , K──扩大系数（2-3）

取K=2, A=（2×121850）/14.3=17042 mm2 , 板宽应小于梁宽350 mm，取250 mm。板长取250 mm，板上面荷载q=121850/（250×250）=1.94 N/ mm2，

5.4.1、板上弯矩 M=βqc12

c1为自由边长度；c2为与自由边垂直的边长。β由c2/c1的值查表得到；

c1=353.5; c2=176.7 c2/c1=0.5,则β=58*10-3

M=βqc12=0.058×1.94×353.52=14060.8 N·mm

5.4.2、板厚t=[6Mb/f]1/2=[(6×14060.8)/215]1/2=19.7 mm。取h=20 mm。因底板厚一般为20 mm -40 mm，于是取板厚h=20 mm。

5.5.3、顶管高度由角度计算可取顶管高度为370 mm。

选择钢管规格为180×10，回转半径是i=60.2mm，截面积A=5341mm2，计算长度为1015 mm 求得长细比λ=l/i=1015/60.2=16.86 查表得稳定系数φ=0.927。121850/（5341×0.927）=24.6 N/ mm2＜215 N/ mm2 可用。

5.5、设计成果

网架结构全套图纸，其中包括：

总图说明，杆件内力与位移图，网架结构布置图，上弦、下弦和腹杆杆件布置图及材料标号图，网架结构剖面图，支撑位置图，底梁预埋铁位置及大样详图，支座及网架节点大样详图，屋面檩条布置及材料表，屋面板连接图，屋面排水图

10、设计参考资料

⑴、《建筑结构荷载规范》（GB50009—2001）

⑵、《钢结构设计规范》（GB50017—2002）

⑶、《民用建筑防火规范》

⑷、《华北地区建筑配件通用图集》（98J1—98J10）

⑸、结构设计手册及有关教材

⑹、《冷弯及薄壁型钢结构技术规范》（GBJ18—87）

⑺、《钢筋混凝土结构设计规范》（GB50010—2002）

⑻、《网架结构设计与施工规程》（JGJ97—91）

⑼、《建筑抗震设计规范》（GB50011—2001）

⑽、《钢结构工程施工与验收规范》（GB50205—2001）

⑾、《钢网架结构验收标准》（JGJ75.3—91）

⑿、《网架结构工程质量检验评定标准》（JGJ78—91）

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网架结构计算书

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第一部分工程概况

第二部分结构设计参数

二.1 主要设计依据

二.2 材料

二.3 主要结构构件

第三部分荷载参数（标准值）

三.1 恒荷载

三.2 活荷载（满布）

三.3 风荷载

三.4 温度

三.5 地震

第四部分工况组合

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