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
-22
2
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3
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4
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5
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6
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7
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-64
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51
78
25
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-3
79
26
53
80
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
-50
127
171
84
128
172
85
-86
-45
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86
-86
-45
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176
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98
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1
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148
192
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-31
149
193
106
-10
150
194
-49
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151
195
108
152
196
-64
109
153
197
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154
198
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199
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156
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201
114
158
202
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203
116
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204
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205
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206
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163
207
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164
208
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165
209
-49
122
166
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123
-10
167
211
124
-31
168
-56
212
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
259
-61
303
216
260
-61
304
-9
217
-7
261
305
218
262
-73
306
219
263
307
-47
220
264
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-48
265
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222
266
310
223
267
311
224
268
312
225
-143
269
313
226
270
-48
314
227
271
315
228
272
-24
316
229
273
317
230
274
318
231
275
319
232
276
320
233
277
321
234
278
322
235
279
323
236
-143
280
324
237
281
325
238
282
326
239
283
-130
327
240
-48
284
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-47
241
285
-66
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242
286
330
243
287
331
-9
244
288
332
245
-7
289
333
246
290
334
247
-24
291
335
248
292
-66
336
249
-48
293
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250
294
-130
338
251
295
339
252
296
340
253
297
341
254
298
342
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
347
391
435
348
392
-47
436
349
393
-9
437
350
394
438
351
395
439
-66
352
396
440
353
397
441
-130
354
398
442
355
399
443
356
400
444
357
401
445
358
402
446
359
403
447
360
404
448
361
405
449
-24
362
406
450
-48
363
407
451
364
408
452
365
409
453
366
410
454
367
411
455
368
412
456
369
413
457
370
414
458
-73
371
415
459
372
416
-9
460
-61
373
417
-47
461
374
418
462
375
419
463
376
420
464
377
421
465
-61
378
422
466
379
423
467
-73
380
424
468
381
425
469
382
426
-130
470
383
427
471
384
428
-66
472
385
429
473
386
430
474
387
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）
478
522
566
479
-7
523
567
480
-48
524
-64
568
481
525
569
482
526
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483
527
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484
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487
531
575
488
532
1
576
489
533
577
490
534
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535
579
492
536
580
493
537
581
494
538
582
495
539
583
496
540
584
497
541
585
498
542
586
499
-143
543
587
500
544
588
501
545
589
502
546
590
503
-48
547
-56
591
504
-7
548
592
505
549
593
506
550
594
507
551
595
508
552
-56
596
-31
509
1
553
597
510
554
598
511
555
599
512
556
600
513
557
601
-10
514
558
602
515
-49
559
603
516
560
604
517
-64
561
605
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518
562
606
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563
607
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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
-10
658
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615
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703
616
660
704
617
661
705
618
662
-22
706
619
-31
663
-3
707
-7
620
664
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665
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622
666
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626
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671
715
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630
674
718
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675
-23
719
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633
677
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634
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678
722
635
679
723
636
680
-7
724
637
681
725
638
682
726
639
-86
-45
683
727
640
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728
641
-50
685
729
642
686
730
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645
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-12
646
690
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648
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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
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835
748
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