矿渣堆棚网架结构计算书本科学位.docx
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矿渣堆棚网架结构计算书本科学位
保管期限：
长期
计算书
CALCULATIONDOCUMENT
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：
目录
第一部分工程概况2
第二部分结构设计参数3
2.1主要设计依据3
2.2材料3
2.3主要结构构件4
第三部分荷载参数（标准值）7
3.1恒荷载7
3.2活荷载（满布）7
3.3风荷载7
3.4温度8
3.5地震9
第四部分工况组合10
第五部分结构分析和验算错误!
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5.1计算模型错误!
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5.2计算结果错误!
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5.2.1支座反力错误!
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5.2.2杆件内力结果错误!
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5.2.3杆件应力错误!
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5.2.4节点位移结果（正常使用极限状态）错误!
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5.2.5螺栓和焊接球节点验算错误!
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5.3支座（橡胶支座）验算错误!
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5.3.1ZZ1支座验算错误!
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5.3.2ZZ2支座验算错误!
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5.3.3ZZ5支座验算错误!
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5.3.4ZZ6支座验算错误!
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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/T11-2009）
8.钢网架螺栓球节点（JG/T10-2009）
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/T700）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/T5780）和《六角头螺母》（GB/T5782）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/T3077）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/T11）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/T10）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/T10~12）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
雪荷载
0.40kN/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=0.70kN/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，
当
时，
当
时，
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
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-90
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-7
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20.2
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