籃球訓練館設(shè)計

1、胃麻產(chǎn)了季本科學生畢業(yè)設(shè)計設(shè)計題目：博知一中體育訓練館設(shè)計學院：建筑工程學院 TOC o 1-5 h z 年級：2009級專業(yè)：土木工程姓名：學號：指導(dǎo)教師：李方慧李靜2013 年5 月10 日摘要繼上世紀以來，中國在經(jīng)濟、科技等方面都得到了前所未有的快速發(fā)展， 與此同時， 我國體育事業(yè)的發(fā)展以及舉辦的大型體育賽事也日益增加， 大型體育場館的建設(shè)問題表 現(xiàn)的尤為突出。為了建造更大、更高、更強更長的各種超大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)物來滿足人們對 生活空間的追求，大跨度鋼結(jié)構(gòu)隨之應(yīng)運而生。結(jié)構(gòu)設(shè)計是本設(shè)計的重點。對于訓練館這種大跨空間結(jié)構(gòu)，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是一種較好的 結(jié)構(gòu)形式。它具有空間受力、空間剛度大、節(jié)省鋼材、便

2、于工業(yè)化、定型化、造型美觀 等優(yōu)點，在工程實踐中得到了廣泛的應(yīng)用。 本設(shè)計采用正方四角錐網(wǎng)架結(jié)構(gòu)形式， 下弦 周邊支撐，考慮溫度、風荷載的影響，運用 MST200啾件進行了結(jié)構(gòu)分析。對于框架部 分，采用手算一幅框架結(jié)構(gòu)的方法進設(shè)計與行驗算。關(guān)鍵詞大跨鋼結(jié)構(gòu)；訓練館；建筑設(shè)計；結(jié)構(gòu)設(shè)計AbstractFollowing the last century, Chinas economy, science and technology have been the unprecedented rapid development, at the same time, the development of

3、 sports in China, as well as organizing major sports events is also increasing,especially the building of large stadiums. In order to build bigger, higher, stronger longer a variety of large and complex structures to meet the pursuit of living space, large span steel structure will come into being.

4、The structural design is the focus of this design. Span space structure, grid structure for the training center this is a better structure. It has space forcestiffness space, save steel, easy to industrialization, stereotypes, attractive appearance, etc., has been widely used in engineering practice

5、.The design uses a grid square pyramid structure, chord peripheral support, considering temperature, wind load effect using MST2008 software for the structural analysis. For the frame portion, using hand calculations one-bay frame structure design and methods into line checking.Key wordsKey words;lo

6、ng-span spatial; structure gymnasium; architecture design; structure design;II目錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 摘要 I HYPERLINK l bookmark10 o Current Document Abstract II HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 第一章緒論 1 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 設(shè)計任務(wù)書 1 HYPER

7、LINK l bookmark20 o Current Document 項目名稱 1 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 項目地點 1 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 項目性質(zhì) 1 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 項目內(nèi)容 1 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 設(shè)計總要求 2 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 功能概括 2 HYPERLINK

8、l bookmark32 o Current Document 空間結(jié)構(gòu)的概念及形成 2 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的發(fā)展及其優(yōu)點 3 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 第二章建筑設(shè)計 4弓|言 4概述 4 HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 建筑體形選擇 4 HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 平面布置 5 HYPERLINK l bookmark42 o Current Docum

9、ent 總平面布置 5 HYPERLINK l bookmark44 o Current Document 平面設(shè)計 5 HYPERLINK l bookmark46 o Current Document 附屬用房設(shè)計 6 HYPERLINK l bookmark48 o Current Document 立面設(shè)計 6 HYPERLINK l bookmark50 o Current Document 剖面設(shè)計 6 HYPERLINK l bookmark52 o Current Document 第三章結(jié)構(gòu)設(shè)計 7 HYPERLINK l bookmark54 o Current Docum

10、ent 結(jié)構(gòu)方案 7概述 7 HYPERLINK l bookmark56 o Current Document 結(jié)構(gòu)方案的選擇 7 HYPERLINK l bookmark58 o Current Document 屋面板的設(shè)計 8 HYPERLINK l bookmark60 o Current Document 壓型鋼板的優(yōu)點 8 HYPERLINK l bookmark62 o Current Document 設(shè)計和選用應(yīng)遵循的原則 8計算 8 HYPERLINK l bookmark64 o Current Document 楝條的選擇 9荷載匯集 100內(nèi)力計算 100 HYPE

11、RLINK l bookmark66 o Current Document 截面選擇及截面特征 101強度驗算 144撓度驗算 145 HYPERLINK l bookmark74 o Current Document 長細比驗算 156 HYPERLINK l bookmark76 o Current Document 網(wǎng)架設(shè)計計算 166荷載匯集 166 HYPERLINK l bookmark78 o Current Document 溫度作用和地震作用 177 HYPERLINK l bookmark80 o Current Document 荷載的組合 177正放四角錐網(wǎng)架的設(shè)計 錯

12、誤！未定義書簽。8 HYPERLINK l bookmark84 o Current Document 桿件內(nèi)力的計算 199 HYPERLINK l bookmark86 o Current Document 桿件截面選擇 199撓度驗算 22 HYPERLINK l bookmark88 o Current Document 焊接空心球節(jié)點的設(shè)計 22 HYPERLINK l bookmark90 o Current Document 支座節(jié)點設(shè)計 24支座選擇 24支座設(shè)計 24 HYPERLINK l bookmark92 o Current Document 框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計 26 H

13、YPERLINK l bookmark94 o Current Document 截面尺寸估算 26 HYPERLINK l bookmark96 o Current Document 計算模型的簡化與荷載的簡化 27荷載匯集 27 HYPERLINK l bookmark100 o Current Document 豎向荷載作用下的框架計算 29水平荷載作用下的框架計算 42荷載組合下的內(nèi)力 46框架梁的計算 547框架柱的計算 53輔助部分的計算設(shè)計 54結(jié)論 65參考文獻 66附錄一 67附錄二 69附錄三 71致謝 73博知一中體育訓練館設(shè)計第一章緒論設(shè)計任務(wù)書項目名稱博知一中體育訓練

14、館設(shè)計項目地點黑龍江省哈爾濱市項目性質(zhì)該訓練館建成后不僅可滿足學生進行籃球訓練需求，而且可以向社會開放，舉辦群眾健身娛樂活動，促進全民健身體育運動的開展。項目內(nèi)容空間組成及面積分配訓練廳包括三塊籃球訓練場地，訓練場地既可以一起使用，也可以分開使用，總面積2160 m2男女更衣、淋浴 4X50nf值班室、收發(fā)室 2X30 m2 TOC o 1-5 h z 設(shè)備60 m2消防控制室50 m2管理辦公4 X25m2庫房200 m2會議室（兼做教室）2X60 m2男女衛(wèi)生間155 1tf（4個）健身房205 m2休息室64 m2博知一中體育訓練館設(shè)計總建筑面積 4385.5 m2成果內(nèi)容：.建筑設(shè)計(

15、1)總平面簡圖：包括主體建筑、停車、道路綠化等1:800(2)首、二層平面：1:150(3)剖面(兩個)：1:150立面(兩個)：1:150.結(jié)構(gòu)設(shè)計(1)梁施工圖(2)柱施工圖(3)板施工圖(4)網(wǎng)架施工圖1.1.5設(shè)計總要求.貫徹“適用、安全、經(jīng)濟、美觀”的設(shè)計原則。.掌握建筑設(shè)計的內(nèi)容、方法和步驟，充分考慮影響設(shè)計的各種因素. 了解和運用有關(guān)的建筑設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范和規(guī)定。.明確建筑與結(jié)構(gòu)的關(guān)系，正確選擇結(jié)構(gòu)形式、合理布置結(jié)構(gòu)。.掌握一種大跨鋼結(jié)構(gòu)的計算方法和構(gòu)造要求。.認真繪制設(shè)計圖及編寫說明書、計算書。1.2功能概括本工程為博知一中體育館工程籃球訓練館，建筑等級為甲級，主體結(jié)構(gòu)使用

16、年限50年，耐火等級二級。建成后不僅可滿足學生進行籃球訓練需求，而且可 以向社會開放，舉辦群眾健身娛樂活動，促進全民健身體育運動的開展?？臻g結(jié)構(gòu)的概念及形成空間結(jié)構(gòu)，是指建筑結(jié)構(gòu)體型是三維空間狀態(tài)， 并且有三維受力特性，其主要特點 就是能夠充分利用不同材料特性，以適應(yīng)各種變化的建筑造型的要求。因此，空間結(jié)構(gòu) 具有受力合理，重量輕，造價低及形式活潑新穎，能充分發(fā)揮人類創(chuàng)造力的特點?？臻g博知一中體育訓練館設(shè)計結(jié)構(gòu)靈活多變，形式千姿百態(tài)，但是單從受力特點來分析，可以分為三大類：柔性結(jié)構(gòu) 體系，剛性結(jié)構(gòu)體系，組合結(jié)構(gòu)體系。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的發(fā)展及其優(yōu)點網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在二次大戰(zhàn)之前出現(xiàn)于歐洲，大規(guī)模應(yīng)用在二戰(zhàn)后。在中

17、國，第一個網(wǎng)架 結(jié)構(gòu)是1964年首次用于上海師范學院球類房的屋蓋上。此后，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)不斷用于體育 館，中小型練習館，田徑館等體育建筑。八十年代，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在機械，化工，冶金，紡 織等工業(yè)廠房中均有采用。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)之所以蓬勃發(fā)展是由于它具有一系列優(yōu)點： 1應(yīng)用范圍廣。它不僅適 用于中小跨的工業(yè)民用建筑，而更適用于大跨結(jié)構(gòu)的公共建筑。 2省鋼材。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)比 傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)節(jié)省20%-30%勺用鋼量。3便于管道安裝。4抗震性能好。5建筑造型新 穎。6采光，通風方便。7便于工業(yè)化，商品化生產(chǎn)。博知一中體育訓練館設(shè)計第二章建筑設(shè)計引言繼上世紀以來，中國在經(jīng)濟、科技等方面都得到了前所未有的快速發(fā)展， 與此同時,

18、我國體育事業(yè)的發(fā)展以及舉辦的大型體育賽事也日益增加，大型體育場館的建設(shè)問題表現(xiàn)的尤為突出。 而如何建設(shè)出結(jié)構(gòu)穩(wěn)固、安全、經(jīng)濟的鋼結(jié)構(gòu)建筑則是人們一直關(guān)心， 探索，實踐的要點。概述本工程為博知一中體育館工程籃球訓練館， 依照體育中心總體規(guī)劃，建設(shè)地址位于 體育中心用地的東南側(cè)，緊鄰體育館布置（詳見地段圖）。該訓練館用地部分地勢平緩， 周圍空間開敞，交通便利。本訓練館總建筑面積4385.5 m2,建筑等級為甲級，主體結(jié)構(gòu)使用年限 50年，耐火 等級二級。建成后不僅可滿足學生進行籃球訓練需求， 而且可以向社會開放，舉辦群眾 健身娛樂活動，促進全民健身體育運動的開展。建筑體型選擇建筑體形選擇建筑體型，

19、一方面反映出建筑物內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)，另一方面在某種程度 上也反映出建筑的性格。作為工程形態(tài)的建筑物，只有融入了人類的情感，才能成為具 有藝術(shù)內(nèi)涵的建筑。建筑的平面設(shè)計是表示建筑水平方向房屋各部分的組合關(guān)系，是建筑設(shè)計中一個重要的組成部分，他和建筑剖面、建筑立面組合起來表達建筑的三度空間 性。建筑的平面設(shè)計主要是由建筑物本身的功能所決定的，平面設(shè)計的關(guān)鍵在于做好功能和交通流線的分析。本設(shè)計采用矩形建筑結(jié)構(gòu)，長度81m,寬度42m是中大跨網(wǎng)架結(jié) 構(gòu)?？紤]到訓練場地的一起和分開使用的問題， 在設(shè)計中將場地劃分為大小兩塊訓練場 地。止匕外，也增加了休息室、健身房以滿足更多需求。結(jié)構(gòu)體系簡單緊湊，錯落有致，

20、 風格靈活又不失穩(wěn)重，符合簡單，規(guī)則的原則。博知一中體育訓練館設(shè)計平面布置總平面布置該籃球訓練館位于博知一中體育中心用地的東南側(cè)，緊鄰體育館布置。訓練館用地 部分地勢平緩，周圍空間開敞，交通便利?？紤]到適用、美觀的原則，該建筑周圍設(shè)有 停車場、綠化帶。為了滿足防火要求，該訓練館南側(cè)設(shè)有緊急疏散出口。周圍有較為寬 敞的硬化場地以滿足消防車進入?？偲矫媸疽鈭D如下圖 2-1所示：3 2-1總平面示意圖平面設(shè)計在平面中，本設(shè)計將訓練館分為籃球場地與輔助房間兩部分。其中籃球訓練場地分為兩塊，位于主通道的左右兩側(cè)，以滿足分開和一起使用的要求。而輔助房間呈現(xiàn)T型。消防控制室位于一層西北角，與外界連通，滿足防

21、火要求。庫房位于一層東北角， 與外界連通，方便使用。會議室與管理辦公集中布置于二層。為滿足安全要求，設(shè)置有 兩部樓梯。館內(nèi)設(shè)置兩路電源，當一路發(fā)生故障時，由另一路供應(yīng)，以保證體育館正常 使用。博知一中體育訓練館設(shè)計附屬用房設(shè)計附屬用房主要供工作人員工作及休息之用，以及會議、洽談等。本設(shè)計附屬用房主 要有值班室、收發(fā)室、淋浴室、更衣室、會議室、辦公室、休息室、倉庫、衛(wèi)生間、庫 房、消防控制室。功能分區(qū)明確，銜接合理。立面設(shè)計訓練館立面設(shè)計保持簡約風格，考慮各部分總的比例關(guān)系，考慮建筑物整體的幾個 方面的統(tǒng)一， 注重尺寸與比例的協(xié)調(diào)性，掌握節(jié)奏的變化和韻律感，掌握虛實的對比 和變化，注重材料的色彩

22、和質(zhì)感。剖面設(shè)計剖面設(shè)計主要分析建筑物各部分的高度、 建筑層數(shù)、建筑空間的組合利用，以及建 筑剖面中的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造關(guān)系，建筑物的平面和剖面是緊密聯(lián)系的。博知一中體育訓練館設(shè)計第三章結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)構(gòu)方案設(shè)計不單是一項空間美化的工作，還要掌握預(yù)算、工作時間、控制施工過程，然后 以有效率、正確、準確的方式來執(zhí)行的。總體來說，這就是一項結(jié)合了人文、藝術(shù)、歷 史、科技、預(yù)算、設(shè)備、燈光統(tǒng)合的工作。建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計首先要滿足安全要求。因此 結(jié)構(gòu)設(shè)計是設(shè)計的重點與核心內(nèi)容。概述本籃球訓練館占地面積81”2.8=2.43 KN/mP= (1.2 0.3664+1.4 O5) 2.8=3.19 KN/mq =3.43

23、sin a =0.06 cos a =0.998楝條線荷載：Px =P sin =3.19 0.06 =0.1914kN/mPy =P cos： =3.19 0.998 =3.184kN/m彎矩設(shè)計值：M x = P y L2 /8 =3.18 2.72/8 =2.90kN m_2_M y = Px L /8 =0.19 2.7 /8 = 0.17kN m2.考慮風荷載的組合屋脊高度為10.308m,近似取10m處風壓高度系數(shù)，匕=0.65,體形系數(shù) % = -0.6s2 = -0.5Wk =七 0=0.65 父(-0.6)父0.55= -0.215KN m楝條線荷載(斜楝距2.806):Px

24、 = (0.215 1.4-0.3664 0狗98) 2.806=-0.18Py =0.3664 0.06 2.8=0.06彎矩設(shè)計值：M x = Px L2 /8 =0.18 2.72 /8 =-0.16kN m2_2_My =PyL /8 = 0.06 2.72/8 =0.05N m本例風荷載較小，永久荷載與風荷載組合不起控制作用。.3.3截面選擇及截面特征.選用 C120M50 M20M 2.5，如圖 3-2 所示：10博知一中體育訓練館設(shè)計圖3-2楝條示意圖Ix =129.4cm4, wx = 21.57cm3, 1y =20.96cm4, 叫max = 12.28cm3,Wymin

25、= 6.36cm3, ix -5.45cm , iy =1.87cm, x -1.706cm先按毛截面積計算的截面應(yīng)力為：M x My _ 2.9 106 -T 3WxWymax21.57 100.17 1060.120.6N / mm （壓）12.28 10二 f =215N/mm2Mx2.9 1060.17 1063 +321.57 106.36 10= 161.1N/mm2 （壓）二 f = 215N / mm2+Wy maxMy2.9 1060.17 1063 +321.57 1012.28 102= 148.3N / mm2（拉）:：f = 215N / mm2.受壓板件的穩(wěn)定系數(shù)腹

26、板腹板為加勁肋板件，,=二 min/二 max =720.6/148.3= -0.81 . -1一.22則 K =7.8 -6.29-9.78 ：-7.8-6.29 （-0.81） 9.78 （-0.81） =19.3 (2)上翼緣板上翼緣板為最大壓應(yīng)力作用于部分加勁板件的支承邊,11博知一中體育訓練館設(shè)計-二一 min / 二 max =161.1/148.3 =1.08 . -1由公式：Kc = 5.89 -11.591-6.681- 2 =5.89 -11.59 1.08 6.68 1.082 = 1.164c3.受壓板件的有效寬度腹板：k =19.3,工=1.164b =120mm ,

27、 c =50mm , t = 2.5mm 2二 1 =120.6N /mm由公式:5019.3120 1.164= 1.697 1.1按公式Ki =0.11 +0.93/( t -0.05)2計算板組的約束系數(shù)：K1 =0.11+0.93/( -0.05)2 =0.11+ 0.93/(1.697-0.05)2 =0.453205Ki K205 0.453 19.3 _3.855二 1.120.6由于甲0,則=1.15,bc = b /(1 - ) =120/(1 0.81) 66.3mmb/t =120/2.5 = 4818=18 1.15 3.855 =79.838 :=38 1.15 3.

28、855 = 168.5所以b/t 0,則豆=1.150.15 甲=1.15 0.15父1.697 = 0.895bc =b -50mm, b/t -50/2.5-20 c,18 ： ： =18 0.895 1.446 =23.3038 ： ： =38 0.895 1.446 =49.2所以b/t 18口 P,截面有效寬度 be = bc=50mm所以，be1 =0. 4De =0.4 50 = 20mmbe2 =0.6be =0.6 50 -30mm下翼緣板：下翼緣板全截面受壓，全部有效。(4)有效凈截面模量：上翼緣板的扣除面積寬度為：50-be =50-50 =0.00 mm腹板的扣除面積為

29、：bc 一 be =50 -50 = 0.00 mm有效凈截面模量為：13博知一中體育訓練館設(shè)計Wenx129.4 10460= 3.51 104 mm220.96 1042Wenymax = =1.229 10 mmy 17.06 4Wnymin42= 0.636 10 mm20.96 1050 -17.063.3.4強度驗算屋面能阻止楝條側(cè)向失穩(wěn)和扭轉(zhuǎn)按公式MAWenxWeny計算、點的強度為:_662 9 100 17 10229-0-v 00 =96.45 N/mm 二 f =215N/mmWenxWenymax3.51 101.229 10Mx . My地ny maxWenxWeny

30、minMx以nx地ny min2.9 1060.17 106+ -4 43.51 1041.229 1042.9 10643.51 100.17 10640.636 1022-68.79 N /mm :二 f =215N/mm22= 109.4 N/mm :： f = 215N / mm2.9 1060.17 1063.51 1040.636 10422=-55.89 N /mm : f =215N/mm3.3.5風吸力組合下的穩(wěn)定計算B式（B-1）計算，永久荷受彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定系數(shù)按鋼結(jié)構(gòu)計算與設(shè)計附錄 載與風吸力組合下使下翼緣受壓。=1.0, 1 -1.13, 2 -0.46ea =h/2

31、 =12/2 =6cm 取正值= 2 2ea/h=2 0.46 6/12 =0.4614中bx博知一中體育訓練館設(shè)計4Iwh2Iy0.156 1t4 687.2|0 = Jbl0.156 0.125_ 2_122 20.9520.95尾”1382Io幽=144iy 1.8724320 AhyWx1( -L .)(空)fy4320 5.982 12一一 2_149.621.5671.13( ,0.462 1.382 0.46)= 1.2 0.7以y代替Qyaby =1.0910.2740 274= 1.091-074 =0.86-by1.2進行穩(wěn)定計算:My，fh，-.，-.bxWexWeymi

32、n0.16 1060.86 35.1 1030.05 1066.36 103=13N / mm2f=205N/mm2 滿足3.3.6撓度驗算Vy384EIxl4-V計算的撓度為:Vy_42.43 0.998 2700384_ 3_ 4206 103 129.4 104=6.3 mm l /200 = 14 mm3.3.7長細比驗算Ax =280/5.45 = 51.3200 ,兒y =270/2.19 =126 20015博知一中體育訓練館設(shè)計故此楝條在平面內(nèi)、外均滿足要求。3.4網(wǎng)架設(shè)計計算荷載匯集.永久荷載計算：(1)玻璃纖維：0.075kN/m2(2)鋼板：0.8mm 厚上層:0.11k

33、N/m2 (10.92kg/m2)0.4mm厚下層:78.5M103kN /m3M0.4M10，=0.0314kN /m2 楝條自重：0.05kN / m2懸掛設(shè)備：0.2kN/m2(5)防水層：0.10kN/m2.可變荷載標準值屋面均布活荷載與雪荷載的較大值為 0.5kN/m2。.風荷載的計算垂直于建筑物表面的風荷載標準值：Wk = VW”式中：Wk 一一 風荷載標準值，KN/m2-高度z處的風振系數(shù)/ -風荷載體型系數(shù)% -風壓高度變化系數(shù)切。-基本風壓，KN/m2一取 1.6, %取 0.55, % 取 0.65, 一取-0.6Wk = Bz戶口=1.6”0.60.65父0.55 = 0

34、.3432kN /m2 (吸力)16博知一中體育訓練館設(shè)計3.4.2溫度作用和地震作用作用于網(wǎng)架上的溫度作用和地震作用將產(chǎn)生很大的附加應(yīng)力，必須在計算和構(gòu)造 措施施工加以考慮。.溫度作用：依據(jù)荷載規(guī)范，考慮+32度與-31度影響。.地震作用：該工程建設(shè)地點處于 6度設(shè)防區(qū)，采用周邊支撐，鋼結(jié)構(gòu)建筑可以 不考慮地震豎向作用。3.4.3荷載的組合由可變荷載效應(yīng)控制的組合：1.2永久荷載標準值+1.4可變荷載標準值由風荷載效應(yīng)控制的組合：1.2永久荷載標準值+1.4風荷載標準值考慮風荷載對建筑的傾覆影響：0.8永久荷載標準值+1.4風荷載標準值由永久荷載效應(yīng)控制的組合：1.35永久荷載標準值+0.9

35、8可變荷載標準值1.35永久荷載標準值+1.4可變荷載標準值考慮風荷載作用效應(yīng)的組合：1.2永久荷載標準值+1.4可變荷載標準值+0.84風荷載標準值1.35永久荷載標準值+1.4可變荷載標準值+0.84風荷載標準值考慮溫度作用效應(yīng)組合：1.2永久荷載標準值+1.4溫度效應(yīng)（+32 ）1.2永久荷載標準值+1.4可變荷載標準值+1.4溫度效應(yīng)（+32 ）1.2永久荷載標準值1.4溫度效應(yīng)（-31 ）1.2永久荷載標準值+1.4可變荷載標準值+1.4溫度效應(yīng)（-31 ）17博知一中體育訓練館設(shè)計3.4.4正放四角錐網(wǎng)架的設(shè)計.設(shè)計資料：網(wǎng)架平面尺寸83.7mx 36.4m,采用下弦周邊支撐。屋面

36、材料為彩色壓型鋼板。本網(wǎng) 架采用在上弦節(jié)點上加小立柱形成排水坡的方法，沿短跨方向形成雙坡，排水坡為6%。鋼板為Q235b鋼，焊接鋼管及焊接鋼球為16Mn鋼，焊條為50 E型。.幾何尺寸：網(wǎng)架高度：剛楝條屋面體系跨高比應(yīng)滿足(1317) -0.03L2 ,其中L2為網(wǎng)架向跨度，即(13 17) -0.03 K092= (1216).36.4h =m=2.275m根據(jù)經(jīng)驗取h=2.1m(2)網(wǎng)架尺寸 2.7m &8m,網(wǎng)架高度h = 2.1 m , 跨高比 L =64 =17.3h 2.1在弦桿豎向平面上弦桿與腹桿的投影夾角：arctan a =2.1/0.52.8=arctan1.5a =56.

37、3 arctan 0 32.5 2.7=arctan1.5560=57.3即 q = B = 60網(wǎng)架平面布置如圖3-3所示：18博知一中體育訓練館設(shè)計W踞金0即通 wa鼠自福營自福顛唯福即服即理白卿a颶鼠呼事自注檀曜皂Mi自皂所 .城感型口聚甘加網(wǎng)洞峭觸咆中鼠地解感型，感劈距 L砸留既則即i冬“雪碧碧碧碧雪？典轉(zhuǎn)黑典典典典典典他必我學緲型緲緲姓融典雅明即L 1 附mr*喊Ba公航亦如釀圖37網(wǎng)架字面布置圖3.4.5桿件內(nèi)力的計算.內(nèi)力分析：本設(shè)計內(nèi)力分析采用電算，按矩陣位移法進行內(nèi)力分析.利用MST200啾件求解出桿件內(nèi)力。3.4.6桿件截面選擇.桿件材料及截面形式：本設(shè)計網(wǎng)架桿件鋼材采用圓

38、鋼管，Q345鋼,桿件截面選擇見表3-1.桿件允許最小截面尺寸：網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工規(guī)定，網(wǎng)架桿件最小截面尺寸不宜小于448M 2,否將 會產(chǎn)生初彎曲。.桿件計算長度l 0:根據(jù)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工規(guī)范(JGJ7-91)第4.1.2條:上弦桿：lox = 0.9 270 =243 cm10y = 0.9 280 =252 cm下弦桿：l0 x = 0.9 270 =243 cm10y = 0.9 280 =252 cm支座斜腹桿：l0 = 0.9 286.2= 257.6 cm19博知一中體育訓練館設(shè)計股腹桿：10 = 0.8 286.2= 229.0 cm表3-1桿件截面選擇桿件編號規(guī)格理論長度

39、下料長度F1a148x3.00286228622 S1a248x3.00270027003 S1a348x3.00280028004 X1a448x3.00270027005 X1a548x3.00280028006 F2a160 x3.00286228627 S2a260 x3.00270027008 S2a360 x3.00280028009 X2a460 x3.002700270010 X2a560 x3.002800280011 F3a176x3.752862286212 S3a276x3.752700270013 S3a376x3.752800280014 X3a476x3.7527

40、00270015 X3a576x3.752800280016 F4a1114x4.002862286217 S4a2114x4.002700270018 S4a3114x4.002800280019 X4a4114x4.002700270020 X4a5114x4.002800280021 S5a1159x4.5028002800取兩根上弦桿進行驗算：桿件一：類型S403軸力204.7 KN1。一 252i 3.89-64.78=64.78.345= 61.420博知一中體育訓練館設(shè)計查表（線性插入）知 =0.6993N 204.7 10二2A 0.699 13.82 10_2-= 211N

41、/ mm ft-2= 310N/mm桿件二：類型S501 軸力345 KN252 =46.25.46fy345310=46.2 .=43.8345查表知 =0.8153N345 10A - 0.815 21.84 102=194N / mm2 ft= 310N/mm2選兩根下弦桿:桿件一： 類型X204軸力45.2 KN252=124.752.02345= 124.75310 = 118345查表知 =0.387N 45.2 103A 0.387 5.37 102= 217N/mm2ft310N/mm2桿件二： 類型X405軸力207KNI0 _ 252I 3.89=64.78345= 64.

42、78310，345= 61.4查表知 =0.699 2=310N / mmN 207 1032=2 = 214 N / mm ftA 0.699 13.82 102取兩根腹桿驗算: 桿件一：類型F201軸力27.7 KN229I 2.02= 113.321博知一中體育訓練館設(shè)計fyy113.3345310= 107.4345查表知 =0.4313N 45.2 10二2A 0.431 5.37 10_2_2-195N/mm ft =310N/mm桿件二：類型F301軸力57.7KN229 =89.42.56fy310y89.484.7345 345查表知 =0.549_ 3N 57.7 103A

43、 - 0.549 9.05 102= 116N/mm2ft =310N/mm2滿足設(shè)計要求3.4.7撓度驗算根據(jù)計算機計算結(jié)構(gòu)，理論撓度值為11cm:上二還=144 mm 250250即Vmax MV(根據(jù)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工規(guī)定(JGJ7-91)第2.0.17條)所以，滿足要求3.4.8焊接空心球節(jié)點的設(shè)計目前最常采用的節(jié)點形式是焊接空心球節(jié)點和螺栓空心球節(jié)點。本設(shè)計中，由于桿件內(nèi)力較大，故采用焊接空心球節(jié)點。1.球截面選擇：采用焊接空心球，Q345鋼板加熱壓成半球，再拼裝焊成，球內(nèi)不設(shè)環(huán)形肋。根據(jù) 網(wǎng)架桿件內(nèi)力最大處，弦桿和腹桿的排列夾角情況，并考慮焊接縫位置，決定鋼球直徑：d 2ad2LD

44、式中:22博知一中體育訓練館設(shè)計di、d2-相臨兩桿的外徑(mm)e-相連兩桿桿件的夾角，一個節(jié)點有多根桿件相交在一起，相鄰兩桿桿件的夾角有多個，應(yīng)取其中最小夾角(rad)a-相鄰兩根桿件的之間的空隙，取 a210 mm48 2 10 159 (56.28/180)二=231 mm二取240mm,壁厚 t =8 mm2.焊接空心球的設(shè)計承載力計算(1)計算軸心受壓承載力設(shè)計值為:Nc= 315KN式中：Nc-空心球的軸向壓力設(shè)計值(kN)D -空心球外徑(mm)t-空心球壁厚(mm)d -鋼管外徑(mm)”c-受壓空心球加勁肋承載力提高系數(shù)(不加肋為1.0,加肋為1.4)(2)計算空心球軸心受

45、拉承載力設(shè)計值為：Nt =(0.551tdf )Nmax = 0.55 1.0 *M59刈.14 310= 681KN 315KN式中：Nt-空心球的軸向拉力設(shè)計值(kN)t-空心球壁厚(mm)d -鋼管外徑(mm)f -鋼材強度設(shè)計值(N / mm2)、-受拉空心球加勁肋承載力提高系數(shù)(不加月i為1.0,加肋為1.1)故選用D勺=300mmM8mm的焊接空心球拉、壓承載力均滿足設(shè)計要求23博知一中體育訓練館設(shè)計3.節(jié)點連接計算所有桿件均與焊接空心球采用等強度的坡口焊接。3.5支座節(jié)點設(shè)計3.5.1 支座選擇本設(shè)計選用板式彈性支座形式。3.5.2支座設(shè)計.確定底板面積:AnR-cfcc c式中

46、：An為底板凈截面積R -屋架支座垂直反Rzmax = 288 kN ,c一混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值fc=14.3 N/mm2 （混凝土采用C30）Pc 一混凝土局部承壓強度提高系數(shù)，可偏于安全取其值為1.0;288kN， 一一， 21 14.3N/mm簿3: 20140mm14.3錨栓直徑取d=24mm,錨栓孔直徑為26mm,則所需底板的毛截面面積:A= An+ A0 =20140+4 X R26 2=207cm2按構(gòu)造要求采用底版面積為 TOC o 1-5 h z 22ab=30X30=900cm 207cm實際底版面積為:. _ . -2 2An=900-4 3.14 1.32=878.

47、7cm2底板實際應(yīng)力:280 1 032q2 =3.2 N/mm878.7 10224博知一中體育訓練館設(shè)計a1 =1502%)2+ (150 2%)2 = 198mma1b1= - =99mm2立=0.5,查表 4.8 得 P =0.056則： aM =Pqa12 =0.056 3.2 -982=7025.4N/mm所需底板厚度:6 7025.4= 12mm295取t=20mm 底板尺寸為-300 300X20。為了使底板具有足夠剛度，以滿足基礎(chǔ)反力均勻分布的假設(shè)，底板厚度一般為不 小于16mm滿足要求。2肋板的厚度 t=0.7tpb =0.7x20=14 mm,取所有肋板的厚度為20mm。

48、 .p.豎板連接焊縫計算 W 材料為16Mn鋼，焊條為E50型。則ft =200 N/mm2焊縫厚度取hf =8 mm 焊接長度取If =100 mm3 N 280 10wf=/=0.7 8 4 100N/mm220=0.40kN Zm20.015 M4=0.21kN Zm20.10kN Zm20.02 20=0.40kN Zm20.12 25=3.00kN Zm20.02 M7=0.34kN Zm2.屋面荷載（不上人）（1）油氈防水層（三氈四油上鋪小石子）20mm厚水泥砂漿找平層15mm厚焦渣混凝土 3%找坡層100mm厚苯板20mm厚水泥砂漿找平層120mm厚鋼筋混凝土樓板20mm厚混合砂

49、漿抹灰27博知一中體育訓練館設(shè)計合計4.85kN Zm2(2)可變荷載：取均布荷載與雪荷載中較大 0.5KN Zm2.樓面荷載：恒荷載：結(jié)構(gòu)層：120厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板0.12 )25=3 KNZm2抹灰層：10厚混合砂漿0.01X7 2=0.34 KNZm2合計：3.34 KNZm2活荷載： 4kN / m2.梁荷：(1)主梁截面：b h = 300mm 6 5 0mm抹灰：(0.65-0.12) 2 0.3 0.01 17 -0.3kNZm梁自重： 25 0.3 (0.65-0.12) -3.6kNZm合計：3.9kN Zm(1)次梁截面：b h = 200mm 500 mm抹灰：(0.

50、5-0.12) 2 0.2 0.01 17=0.17kNZm梁自重： 25 0.2 (0.5-0.12) =1.9kNZm合計：2.1kNZm.墻荷：(1)外墻300寬陶粒砌塊，外側(cè)100厚苯板及裝飾，內(nèi)側(cè)20厚混合砂漿抹灰0.3 父(3.6-0.8) x 6 +0.02父(3.6 0.8)父 17 + 0.5 = 6.492kN / m(2)內(nèi)墻0.2 x(3.6 -0.8)父6 +0.02父(3.6 0.8)父17M 2 = 5.264kN Zm外墻開窗后墻線荷載經(jīng)計算取5.3 KNZm內(nèi)墻開門后墻線荷載經(jīng)計算取4.5 KNZm28博知一中體育訓練館設(shè)計3.6.4豎向荷載作用下框架計算取輔

51、助房間的一根框架進行計算，其計算簡圖3-5如下:圖3-5框架結(jié)構(gòu)的示意圖lx -8100mm ly -2800mmk = 2.92按單向板設(shè)計，并沿長邊方向設(shè)計足夠多的構(gòu)造筋 1 y屋面板傳荷：恒荷載 4.85 )2.8=13.58 KN/m活荷載 0.5 2.8=1.4 KN/m樓面板傳荷：包荷載 3.34 &8=9.35 KN/m活荷載 4X2.8=11.2 KN/m(2)軸線7荷載匯集計算圖3-6垂架結(jié)構(gòu)軸線7示意圖1 )均布荷載匯集二層：恒荷載=梁自重=3.9 KN/m活荷載=0 KN/m一層：恒荷載=梁自重+墻線荷載=3.9 +4.5=8.4 KN/m活荷載=0 KN/m29博知一中

52、體育訓練館設(shè)計2)集中荷載荷載匯集恒荷載：網(wǎng)架分別傳到C,G柱點上的支座反力 263KN , 267KN 次梁傳給主梁(包括次梁自重、抹灰與板傳給次梁的荷載) 二層(13.58+2.1) 8.1=127 KN一層(9.35+2.1) 8.1=93 KN活荷載：板傳給次梁冉傳給主梁二層 1.4 8.1=11 KN一層 11.2 8.1=91 KN(3)計算梁、柱的線剛度構(gòu)件名稱b xh(mm)L(mm)EcN / mm2I -直I12(m4)I =2I0線剛度EI i l梁(C25)柱(C30)300 600600 6008400360042.8 M043.0 100.00540.01080.0

53、108一3.6M10109.0M1010計算和確定梁、柱彎距分配系數(shù)和傳遞系數(shù)：因為在分層計算時，假定上、下柱的 遠端為固定端，而實際上是彈性支承。為反映這個特點，使誤差減小，除底層外，其余,.1各層柱線剛度乘以折減系數(shù)0.9。另外，傳遞系數(shù)也由1修正為1。3(4)計算各桿節(jié)點彎矩分配系數(shù)：各桿節(jié)點彎矩分配系數(shù)如表3-3所示：B軸30博知一中體育訓練館設(shè)計下柱右梁左梁下柱右梁左梁下柱右梁0.700.300.240.520.240.240.520.24F軸E軸D軸下柱左梁左梁下柱右梁左梁下柱右梁0.700.300.240.520.240.240.520.24一層A軸B軸C軸上柱下柱右梁左梁上柱下

54、柱右梁左梁上柱下柱右梁0.390.440.170.150.330.370.150.150.330.370.15F軸E軸D軸上柱下柱左梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁0.390.440.170.150.330.370.150.150.330.370.15(5)恒荷載作用簡圖1,212M ql 二 - 8.4 8.4 =50KN m 1212Fab1 2一 l2 _ _ 2127 2.8 5.68.42=-158 KNFa2bl2_ _ _2127 5.6 2.88.42二79 KN_2_2Fab _ 93 2.8 5.6 _ 72 ，2l8.4= -116KNFa2bM 二l293 5.6 2

55、.828.42二58 KN2)彎矩分配一次彎矩分配:31博知一中體育訓練館置軸A軸B軸C軸D軸E軸F|一 彳 小柱 上柱下梁遞 傳梁 左柱 上柱下梁 右遞 傳梁 左柱 上柱下梁 右遞 傳梁 左柱 上柱下梁 右遞 傳梁 左柱 上柱下梁 右遞 傳梁 左柱 上柱下學 J 1 乙304o1010303010103030101030301010303010103040矩彎端固42-4242-4242-4242-4242-428831000000000000遞隹41-8 2 -6-7-8 2 -41-0000001-3-8-9-1650602010102060502010418267824100-00-0

56、0-00-20-5 0-5 0 -20-20-5 0-60-矩彎后最M586821-OCsl CXitN06-07-22-822405022-9225 0-5 0 -822-672-118-689-彎 遞 傳 柱矩242-5 3-105010-3 0-2532-9-32博知一中體育訓練館置位件桿軸AB軸C軸D軸軸E軸F柱下梁遞 傳梁 左柱下梁 右遞 傳梁 左柱下梁 右遞 傳梁 左柱下梁 右遞 傳梁 左柱下梁 右遞 傳梁柱下配數(shù) 分系70304020204050402050404050403070端矩 固彎2一22-22-22-22-2遞傳配分1 27300000000003一6-1-6-.3-

57、000.05 3-9 6 -1-39954971974404081404001一12-84-12-01-5 0-1-3 2 -1-5 0-00-1 0-3 0-7 o3 o308030102010彎后M最矩7280 2 -932684-18-72-812 1 -23 2 -5 2 -721255-4131-傳彎住遞矩69-957 0-7045-33博知一中體育訓練館二次彎矩分配:置位件桿軸AB 軸C軸D軸軸E軸F柱 上柱 下梁遞 傳梁 左柱 上柱 下梁 右遞 傳梁 左柱 上柱 下梁 右遞 傳梁 左柱 上柱 下梁 右遞 傳梁 左柱 上柱 下梁 右遞 傳梁 左柱 上柱 下配數(shù) 分系904o1010

58、303010103030101030301010303010103040矩彎端固一583918 1-33-07-8444050844-9445 0-5 0 -844-UTO COMM371 0 -1158-39-遞傳矩柱彎34-9570-7045-遞傳配分4一4一1-5-40-8 0 -91-14-8 0 -40-00-1 0-40-40-1 0-00-408081480403000010100030040-00-00-00-3 o 一10一00-00-40-10-00-000-00-00-000-34博知一中體育訓練館矩 彎 后最M置 位 件 杯324619軸 A062302552-B軸4227 4-C軸rco Oi包弗Q TioCOO COXN0 9攆山3 9OCh- COCXN,NtfO NUXD,echo echoF音,o