體育館計(jì)算書

1、一 網(wǎng)架的計(jì)算一、屋面板選型查壓型鋼板夾芯板屋面及墻體建筑構(gòu)造得：初步選板型為JXB40305960型夾芯板，查表可知有效寬度為960mm，選取板厚為100mm，面板厚為0.5mm。二、檁距的確定荷載保溫層：0.0515=0.075 kN/m2屋面防水取:0.4 kN/m2壓型鋼板：0.065kN/m2屋面活荷載：0.5kN/m2故 屋面荷載標(biāo)準(zhǔn)值：0.075+0.4+0.065+0.5=1.04 kN/m2 查表可知最大檁距為4.2m，取檁距為3.6m三、檁條的選型 因?qū)嵏故綑_條的截面高度h為檁條跨度的而檁條的跨度為3.6m，故h取值范圍為72103mm。 查鋼結(jié)構(gòu)教材附表3-5，選截面高度

2、為126mm的12.6號(hào)槽鋼。四、檁條的驗(yàn)算 1、布置形式：屋面排水坡度為5% =5%180=2.86（如圖1.1所示） 圖1.12、荷載統(tǒng)計(jì)恒載:0.53.6=1.944 kN/m2 活載：0.53.6=1.8 kN/m2組合設(shè)計(jì)值：S=1.21.9441.41.8=4.853 kN/m2組合標(biāo)準(zhǔn)值：q=1.944+1.8=2.744 kN/m2 3、強(qiáng)度驗(yàn)算qx=Ssin2.86=4.8530.045=0.242 kN/m2qy=Scos2.86=4.8530.999=4.847 kN/m2 查表得：Wx=62.1cm3 Wymax=23.9cm3 Wymin=10.2cm3點(diǎn)強(qiáng)度驗(yàn)算：滿

3、足強(qiáng)度要求。4.整體穩(wěn)定性的驗(yàn)算滿足穩(wěn)定性要求。5、撓度的驗(yàn)算 查表得：滿足撓度要求。五、網(wǎng)格計(jì)算1、小立柱計(jì)算 1) 內(nèi)力計(jì)算取1/2網(wǎng)格寬度計(jì)算，共有13根小立柱。(如圖1.2所示) 圖1.2 屋面板及防水層自重：0.543.643.2=83.98kN 檁條自重：10.007（3.61343.2）=900.6kg=9.0 kN q=83.989.0=92.98 kN 2）截面選擇與驗(yàn)算 初選電焊鋼管 A=111mm2 i=0.83cm 有效高度 查鋼結(jié)構(gòu)教材附表1.19 b類截面得： 滿足要求。2、網(wǎng)架計(jì)算： 1）網(wǎng)架自重： 采用鋼管網(wǎng)架： 查新編網(wǎng)架計(jì)算手冊(cè) 小立柱自重：（取最高幾根立柱

4、所在網(wǎng)格為計(jì)算單元） 0.871.07910=9.3910-3 KN 檁條自重： 屋面板自重：0.54 KN/m2 活載：0.5 KN/m2 本網(wǎng)架為正放四棱錐 L2=43.2m 2）網(wǎng)架各桿件內(nèi)力計(jì)算： 所選網(wǎng)架為1212網(wǎng)格，網(wǎng)格邊長(zhǎng)為a=3.6m,因查表得鋼檁條屋面體系跨高比為（1317）0.03L2（L2為短跨向跨度）。 因（1317）0.0343.2=1216 取12，則剛架高度為H=3.6m 網(wǎng)架所受荷載如下： 屋架上部荷載：0.6 kN/m2 網(wǎng)架自重：0.226 kN/m2 懸掛設(shè)備：0.1 kN/m2 總計(jì)：0.926 kN/m2 活載：0.5KN/m2 荷載組合值： 由上述

5、組合值可得： 上弦桿內(nèi)力： 下弦桿內(nèi)力： 其中ns, nx, nf分別為上弦桿、下弦桿、腹桿的內(nèi)力系數(shù)。 如附表：（查新編網(wǎng)架結(jié)構(gòu)計(jì)算手冊(cè)） 3）桿件截面選擇： 查附表得：上弦桿內(nèi)力系數(shù)為：12.469 下弦桿內(nèi)力系數(shù)為：12.622 腹桿壓內(nèi)力系數(shù)為：-2.026 腹桿拉內(nèi)力系數(shù)為： 2.026 故：上弦桿內(nèi)力：23.4712.469=292.647 kN 下弦桿內(nèi)力： 23.4712.622=296.238kN 腹桿受壓桿內(nèi)力：28.75（2.026）=58.248 kN 腹桿受拉桿內(nèi)力：28.752.026=58.248 kN 初選截面：上弦桿： 電焊鋼管下弦桿： 電焊鋼管腹桿： 電焊鋼

6、管 4）桿件驗(yàn)算 上弦桿： A =18.09cm2 i =5.82 查表知截面為B類截面，查B類截面得： （滿足要求） 下弦桿： （滿足要求） 腹桿： A =8.32cm2 i =2.85 查表知截面為B類截面，查B類截面得： （滿足要求）3、焊接空心球的設(shè)計(jì) 1）焊接空心球截面的確定：（布置如下圖所示） 上弦桿：（為上弦桿與腹桿夾角，也為下弦桿與腹桿夾角） 焊接空心球外徑： 下弦桿：下弦桿與上弦桿鋼管截面相同 故：焊接空心球的外徑為261.84mm 選用，外徑的焊接球。2）截面承載力計(jì)算：（受壓承載力計(jì)算） （截面滿足要求） 受拉承載力計(jì)算： 所以，本工程選用統(tǒng)一電焊鋼球。3、支座節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

7、1）支座板設(shè)計(jì)與計(jì)算 由于焊球的重量，將其放大20 支座反力 網(wǎng)架支座支撐在強(qiáng)度等級(jí)為C30的鋼筋混凝土圈梁上，=15.0.取錨栓直徑d=25mm.錨栓孔徑，需要的支座底板總面積為 按構(gòu)造要求取底板面積 作用在底板單位面積上的壓力為 十字節(jié)點(diǎn)板將底板分為四塊相同的兩邊支撐板。 因 查表得=0.058 底板上的最大彎矩為 底板厚度為 取底板厚度為20mm2)十字節(jié)點(diǎn)板及其連接焊縫的計(jì)算 取十字節(jié)點(diǎn)板厚度為0.720=14mm 支座底板與節(jié)點(diǎn)板的水平焊縫總長(zhǎng)度為 取該焊縫的焊腳尺寸，則 二 看臺(tái)梁板的計(jì)算一、 號(hào)看臺(tái)板的設(shè)計(jì) 1、 構(gòu)件布置（如圖2.1） 圖2.1 取1m寬板帶為計(jì)算單元，因?yàn)榭磁_(tái)

8、板的長(zhǎng)跨比大于2，故該板為單向板，板厚取70mm，級(jí)鋼，砼C25.2、荷載統(tǒng)計(jì)板身自重：2510.07=1.75 kN/m找平層重：2010.02=0.4 kN/m瓷面磚和粘貼層重：19.80.0151=0.297 kN/m吊頂自重：0.5kN/m活載：3.51=3.5 kN/m組合設(shè)計(jì)值：P=1.2(1.750.40.2970.5) 3.51.4=3.5364.9=8.556 kN/m3、內(nèi)力計(jì)算 計(jì)算簡(jiǎn)圖：（如下圖） 最大彎矩為 h=70mm h0=7020=50mm b=1000mm fc=11.9N/mm2 fy=210N/mm2 按構(gòu)造配筋：取，分布筋。二、號(hào)看臺(tái)板的設(shè)計(jì) 1、構(gòu)件布

9、置（如圖2.2所示） 圖2.2取1m寬板帶為計(jì)算單元。因?yàn)榭磁_(tái)板的長(zhǎng)跨比大于2，故該板為單向板，板厚取70，級(jí)鋼，砼C25. 2、荷載統(tǒng)計(jì) 同號(hào)板，P=8.556 3、內(nèi)力計(jì)算 計(jì)算簡(jiǎn)圖：（如下圖） 最大彎矩為 h=70mm h0=7020=50mm b=1000mm fc=11.9N/mm2 fy=210N/mm2 查鋼筋表可得：取，分布筋。三、號(hào)次梁的計(jì)算 1、構(gòu)件布置：（如圖2.3） 圖2.3 取次梁梁高h(yuǎn)=450mm，梁寬b=200mm，由于本次梁與板一起現(xiàn)澆取梁截面為倒L型。鋼筋用級(jí)鋼，砼取C25。2、荷載統(tǒng)計(jì) 恒載：由板傳來：2.9470.75=2.21 kN/m 梁自重：250.

10、20.45=2.25 kN/m 梁面瓷磚：19.80.0150.45=0.134kN/m 找平層：200.020.45=0.18kN/m 活載：3.50.75=2.625kN/m 組合值：P=（2.212.250.1340.18）1.22.6251.4=9.404kN/m3、內(nèi)力計(jì)算：按塑性內(nèi)力重分布方法計(jì)算次梁內(nèi)力。 計(jì)算跨度：中間跨 7.20.4=6.8m 邊 跨 7.20.12 本次梁按等跨連續(xù)梁計(jì)算。 剪力計(jì)算時(shí)按跨度凈跨進(jìn)行計(jì)算。 計(jì)算簡(jiǎn)圖：（如下圖所示） 次梁內(nèi)力計(jì)算表：號(hào)梁彎矩計(jì)算截面邊跨中第一內(nèi)支座中間跨中中間支座彎矩系數(shù)(kNm)41.8927.1831.06截面邊支座第一內(nèi)

11、支座(左)第一內(nèi)支座(右)中間支座剪力系數(shù)0.450.60.550.55(kN)38.8227.1835.17號(hào)梁剪力計(jì)算4、截面承載力計(jì)算 支座截面按矩形截面計(jì)算。第一內(nèi)支座截面按兩排筋考慮取h0=45060=390mm。其余按單排筋考慮取h0=45035=415mm。次梁跨中截面按倒L型截面計(jì)算。 梁寬按0.475m計(jì)算次梁正斜截面承載力計(jì)算表：號(hào)梁正截面承載力計(jì)算截面邊跨中第一內(nèi)支座中間跨中中間支座M(kNm)41.8941.8927.1831.060.0280.0860.044b=0.550.1240.350.028b=0.550.090.350.9780.9380.9860.9552

12、21.41277.98選配鋼筋2162 14214214實(shí)配鋼筋面積（mm）402402308308注： 考慮塑性內(nèi)力重分布要求滿足0.35。號(hào)梁斜截面承載力計(jì)算截 面邊 支 座第一內(nèi)支座(左)第一內(nèi)支座(右)中間支座V(kN)29.1138.8235.1735.170.251.020041511.9=246925V0.251.020039011.9=232050V232050V246925V0.71.27200415=73787V0.71.27200390=69342V69342V73787V箍筋肢數(shù)、直徑2 62 6262 6實(shí)配箍筋間距s(mm)200200200200四、號(hào)次梁的計(jì)算1

13、、構(gòu)件的布置：（如圖2.4所示） 圖2.4本次梁梁高h(yuǎn)=450mm，梁寬b=200mm。由于本次梁與板一起現(xiàn)澆，取梁寬截面為倒L型。鋼筋采用級(jí)。砼取C25。2、荷載統(tǒng)計(jì) 恒載：梁自重：250.450.2=2.25kN/m 由號(hào)板傳來：2.9470.75=1.105kN/m 由號(hào)板傳來：2.9472.0=2.947kN/m 找平層：250.020.45=0.225kN/m 瓷磚層：19.80.0150.45=0.134kN/m 活載：3.50.753.52.0=4.813 kN/m 組合值：P=1.1052.9470.2250.1342.251.24.8131.4=13.85 kN/m3、內(nèi)力計(jì)

14、算：按塑性內(nèi)力重分布方法計(jì)算次梁內(nèi)力。 計(jì)算跨度：中間跨：7.20.4=6.8m 邊 跨：7.20.12=7.0m 本梁按等跨連續(xù)梁計(jì)算。 剪力計(jì)算時(shí)按跨度凈跨進(jìn)行計(jì)算。 計(jì)算簡(jiǎn)圖：（如下圖所示） 次梁內(nèi)力計(jì)算表：號(hào)梁彎矩計(jì)算截面邊跨中第一內(nèi)支座中間跨中中間支座彎矩系數(shù)(kNm)61.7040.0345.75截面邊支座第一內(nèi)支座(左)第一內(nèi)支座(右)中間支座剪力系數(shù)0.450.60.550.55(kN)57.1751.8051.8號(hào)梁剪力計(jì)算4、截面承載力計(jì)算： 支座截面按矩形截面計(jì)算，第一內(nèi)支座截面按兩排筋考慮，取h0=45060=390mm。其余按單排筋考慮取h0=45035=415mm。

15、次梁跨中截面按倒L型截面計(jì)算。 取較小值475mm。次梁正斜截面承載力計(jì)算表：號(hào)梁正截面承載力計(jì)算截面邊跨中第一內(nèi)支座中間跨中中間支座M(kNm)61.7061.7040.0345.750.0410.1260.065b=0.550.1880.350.042b=0.550.1350.350.9670.9060.9790.932328.40419.56選配鋼筋316316216218實(shí)配鋼筋面積（mm）603603402509注： 考慮塑性內(nèi)力重分布要求滿足0.35。號(hào)梁斜截面承載力計(jì)算截 面邊 支 座第一內(nèi)支座(左)第一內(nèi)支座(右)中間支座V(kN)42.8857.1751.8051.800.2

16、51.020041511.9=246925V0.251.020039011.9=232050V232050V246925V0.71.27200415=73787V0.71.27200390=69342V69342V73787V箍筋肢數(shù)、直徑26262626實(shí)配箍筋間距S(mm)200200200200三排架的計(jì)算一、恒載（豎向）計(jì)算：1、荷載統(tǒng)計(jì)擋風(fēng)板：0.06257.21.1=11.88 kN屋蓋自重：GW=1.81143.243.2(1+20)=405.57 kN天溝自重：GT=1.67.22.5 =28.8kN 則：G1 =(GWGT) =(405.5728.811.88) 1.2=53

17、5.5kN M1 =22.31kNm上柱自重：G上=1.2250.50.56.6 =49.5 kN下柱自重：G下=1.2250.50.56.6 =49.5 kN右柱自重：G右=1.2250.30.33.0 =8.1 kN看臺(tái)自重： =58.23kNm下面墻重： 窗重：21.81.80.4 =2.592kN 總墻重：（7.86.621.81.8）5.24 =235.8kN 總重：1.2（235.82.592）=286.07kN上面墻重： 窗重：23.02.00.4 =4.8kN 總墻重：（7.86.63.02.02）5.24 =206.875kN 總重：1.2（206.8754.8）=254.0

18、1kN右面墻重： 7.83.05.241.2 =147.14kN 則：G2=254.0149.5 =303.51kN G3=49.5286.07 =335.57kN G4=8.1147.14 =155.24kN2、內(nèi)力計(jì)算（計(jì)算簡(jiǎn)圖如下）：柱：500500 取 EI1 =1 300300 取 EI1 =0.135主梁：300600 取 EI1 =0.9641）計(jì)算分配系數(shù)結(jié)點(diǎn)B： 轉(zhuǎn)動(dòng)剛度： 彎矩分配系數(shù)： 結(jié)點(diǎn)D： 轉(zhuǎn)動(dòng)剛度： 彎矩分配系數(shù)： 2）鎖住B、D點(diǎn)求各桿的固端彎矩 3）彎矩分配放松結(jié)點(diǎn)D（此時(shí)節(jié)點(diǎn)B仍被鎖?。磫谓Y(jié)點(diǎn)問題進(jìn)行分配和傳遞；結(jié)點(diǎn)D的約束力矩為295.23kNm。放松

19、結(jié)點(diǎn)D，等于在結(jié)點(diǎn)D新加力偶載295.23kNm，DB、DE兩桿的相應(yīng)分配力矩為：0.719（295.23）=212.27kNm 0.281（295.23）=82.96kNm 桿DB傳給B端的傳遞力矩為： 桿DE傳給E端的傳遞力矩為： 經(jīng)過傳遞結(jié)點(diǎn)力矩很明顯沒有平衡，重新鎖住D點(diǎn)，放松B點(diǎn)： 結(jié)點(diǎn)B的約束力矩為212.2782.96=318.405kNm，放松B點(diǎn)，等于在結(jié)點(diǎn)B新加一力偶318.405kNm。 BA、BC、BD桿分配力矩為：318.4050.125=39.80kNm 318.4050.497=158.247kNm 318.4050.378=120.357kNm傳遞力矩為：39.

20、80（1）=39.80kNm 158.247=79.124kNm 120.357=60.179kNm4）進(jìn)行第二個(gè)循環(huán)再次放松結(jié)點(diǎn)D（此時(shí)結(jié)點(diǎn)B仍被鎖?。┌磫谓Y(jié)點(diǎn)問題進(jìn)行分配和傳遞；結(jié)點(diǎn)D的約束力矩為60.179kNm,在結(jié)點(diǎn)D新加一個(gè)力偶（60.179kNm），則DB、DE兩桿分配力矩為：0.719（60.179）=43.269kNm 0.281（60.179）=14.022kNm 桿DB傳給B端的傳遞力矩為：桿DE傳給E端的傳遞力矩為：重新鎖住結(jié)點(diǎn)D放松結(jié)點(diǎn)B，B點(diǎn)力矩為（21.635 kNm），加一個(gè)力偶21.635 kNm，則：BA、BC、BD三桿的分配力矩為：21.6350.125

21、=2.704 kNm 21.6350.497 =10.753 kNm 21.6350.378 =8.178 kNm 傳遞力矩為：2.704（1）=2.704 kNm 10.753=5.377kNm 8.178=4.089kNm5）繼續(xù)循環(huán)（不再敘述，以下全為圖形表示）：圖3.1 荷載豎向彎矩圖 VB6.6213.953106.977=0VB =48.63kNVB = VC =48.63kN VD3.052.713105.724 =0 VB =52.81kN VD = VE =52.81kNVB=263.17kN105.724267.765VD8.372=0VD=224.45kN 圖3.2 恒載

22、豎向剪力圖 圖3.3 恒載豎向軸力圖 二、活載(豎向)計(jì)算：1、荷載統(tǒng)計(jì)：屋蓋均部荷載：雪荷載： 看臺(tái)活荷載：計(jì)算簡(jiǎn)圖如下所示：1）計(jì)算分配系數(shù)結(jié)點(diǎn)B： 轉(zhuǎn)動(dòng)剛度： 彎矩分配系數(shù)： 結(jié)點(diǎn)D： 轉(zhuǎn)動(dòng)剛度： 彎矩分配系數(shù)： 2）鎖住B、D點(diǎn)求各桿的固端彎矩 3）彎矩分配 圖3.4 活載豎向彎矩圖 VC6.639.44778.893=0 VC =16.44kN VB = VC =16.44kN VE3.019.49338.985 =0 VE =19.49kNVD = VE =19.49kNVB=112.60kN38.98598.737VD8.37=0VD=98.32kN 圖3.5 活載豎向剪力圖 圖3.6 活載豎向軸力圖三、水平風(fēng)荷載計(jì)算： 受力組合分析圖： （1） （2） （3） （4）1、荷載統(tǒng)計(jì)：建筑物高度,所以取ea20mm 取 2） 因?yàn)?0mm,所以取ea20mm 取 3） 因?yàn)?0mm,所以取ea20mm 取 以下截面均按此方法計(jì)算，此處不再計(jì)算，詳細(xì)數(shù)據(jù)見下表：載面內(nèi)力組(mm)(mm)(mm)1(mm)(mm)(mm)211M（kNm）190.49217346519319.