整理体育场屋盖钢结构计算书723.docx

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整理体育场屋盖钢结构计算书723

体育场屋盖钢结构计算书

1结构概述

1.1结构体系

体育场网架为飘带状网架结构,面积16430m2,分为A,B,C,D,E,F,G,H共计8个区,其中A,C,D,H为周边点支撑网架结构,B,E,F,G区为悬挑网架结构,最大悬挑距离25m.网架高度内圈1500mm,外圈1800mm,柱顶网架高度3200mm.网架部分点支撑于钢筋混凝土柱顶,部分采用斜撑杆支撑,网架支撑点均设置在下弦.网架主要采用螺栓球节点,部分支座节点采用焊接球节点,网架采用双层四角锥网架结构.

结构设计采用韩国MidasIT公司的Midas7.3.0软件进行设计，分析采用钢屋盖与混凝土下部结构整体建模、整体分析。

2设计说明及控制指标

2.1设计依据

《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001

《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2004

《建筑结构荷载规范》GB50009-2001（2006版）

《钢结构设计规范》GB50017-2003

《建筑抗震设计规范》GB50011-2010

《混凝土结构设计规范》GBJ50010-2010

《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99-98

《建筑设计防火规范》GB50016-2008

《优质碳素结构钢技术条件》GB699

《合金结构钢技术条件》GB3077

《钢结构高强度螺栓连接的设计施工及验收规范》JGJ82-91

《钢的化学分析试样、取样及成品化学成分允许偏差》GB222

《钢的力学及工艺性能试样取样规定》GB2975

《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002

《建筑结构用钢板》GB19879-2005

《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002

《压型金属板设计与施工规程》YBJ216-88

《厚度方向性能钢板》GB/T5313-85

《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：

50年

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

（N/mm2）

线膨胀系数α

（/℃）

质量密度ρ

（kg/m3）

206×103

79×103

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

16

310

180

400

>16～35

295

170

>35～50

265

155

>50～100

250

145

2.4设计荷载

2.4.1恒荷载标准值

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。

2.4.2活荷载标准值

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。

2.4.3风荷载

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

顶面底面

3）180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

4）270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

2.4.4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）

2.4.4地震作用

抗震设防烈度：

7度

场地类别：

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）5.3.3条，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。

2.4.5温度作用

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

1.2恒+1.4活+1.4×0.6风+升温

1.2恒+1.4活+1.4×0.6风+降温

1.2恒+1.4风

1.2恒+1.4风+1.4×0.7活

1.2恒+1.4风+1.4×0.7活+升温

1.2恒+1.4风+1.4×0.7活+降温

1.0恒+1.4风

1.0恒+1.4风+1.4×0.7活

1.0恒+1.4风+1.4×0.7活+升温

1.0恒+1.4风+1.4×0.7活+降温

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+1.4×0.6风

1.2恒+1.0降温+1.4×0.7活+1.4×0.6风

疾病成本法和人力资本法将环境污染引起人体健康的经济损失分为直接经济损失和间接经济损失两部分。

直接经济损失有：

预防和医疗费用、死亡丧葬费；间接经济损失有：

影响劳动工时造成的损失（包括病人和非医务人员护理、陪住费）。

这种方法一般通常用在对环境有明显毒害作用的特大型项目。

0.9恒+1.4风（吸）

地震组合

4.建设项目环境影响评价文件的分级审批1.2恒±1.3水平地震+0.5竖向地震+0.28风（压）

1.2恒±0.5水平地震+1.3竖向地震+0.28风（压）

四、环境影响的经济损益分析1.2恒±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

2.量化环境影响后果1.0恒+1.0活

（1）资质等级。

评价机构的环评资质分为甲、乙两个等级。

环评证书在全国范围内使用，有效期为4年。

1.0恒+1.0活+0.6风

（三）环境标准和环境影响评价技术导则1.0恒+1.0活+0.6风+升温

1.0恒+1.0活+0.6风+降温

（三）环境影响评价的原则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

『正确答案』B1.0恒+1.0风+升温

（5）为保障评价对象建成或实施后能安全运行，应从评价对象的总图布置、功能分布、工艺流程、设施、设备、装置等方面提出安全技术对策措施；从评价对象的组织机构设置、人员管理、物料管理、应急救援管理等方面提出安全管理对策措施；从保证评价对象安全运行的需要提出其他安全对策措施。

对策措施的建议应有针对性、技术可行性和经济合理性，可分为应采纳和宜采纳两种类型。

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

4.环境影响评价工作等级的调整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

Q235B

P133x8

Q235B

P140x8

Q235B

P140x10

Q235B

P159x10

Q235B

P180x10

Q235B

P219x12

Q235B

P219x16

Q235B

P219x25

Q235B

分区

截面名称

材质

下部混凝土

800x400

C30

900x400

C30

700x300

C30

600x300

C30

500x200

C30

800x2000

C30

2000x800

C30

800x800

C30

1000x1000

C30

600x600

C30

1200x400

C30

1000x400

C30

900x500

C30

1000x500

C30

600x200

C30

2000x1000

C30

1200x500

C30

800x300

C30

400x400

C30

600x400

C30

1200x600

C30

100x100

C30

1100x500

C30

500x500

C30

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）