网架计算书

*************大学

本科毕业设计

题目: ***候车大厅屋盖抽空网架设计

学院：***************

专业班级：**************

学号：*****************

学生姓名：***********

指导教师：***************

职称：教授

候车大厅屋盖抽空网架设计

1、设计题目

候车大厅屋盖抽空网架设计

2、建筑规模及设计要求

总建筑面积：40×55=2200M2

结构形式：钢网架结构

防火等级：二级

耐久等级：二级

屋面材料：彩钢夹芯板

保温：聚苯夹芯保温

排水：设支柱短跨自然排水，5%的排水坡度。

支撑：周边支撑在梁上

杆件：采用有缝或无缝钢管，节点为空心球节点。钢材采用Q235。

3、设计资料

3.1 下部结构条件:下部结构为砖混或框架结构，顶部为圈梁，梁宽为３５０mm 3.2 抗震设防烈度为7度。

3.3 气象条件

3.3.1温度：最热月平均温度26.6OC，最冷月平均温度-

4.1OC，Z夏季极端最高温

度43.3OC冬季极端最低温度-22.4OC。

3.3.2相对湿度：年平均湿度63%，最热月平均相对湿度76-80%。

3.3.3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0.4KN/M2。

3.3.4雨雪条件：年平平均降雨量566.6mm,日最大降雨强度1856mm/日，最大积雪

深度230mm。

4、方案的选择

4.1网架的选型

网架的选型应结合工程的平面形状和跨度的大小，支承情况，荷载大小，屋面构造，建筑设计等要求综合分析确定。网架构件必须保证不出现结构几何可变情况。平面为矩形的周边支承网架，当其边长比小于1.5，该网架选用的是正交正放抽空四角锥形式。其特点是抽掉了一些四角锥单元中的腹杆和弦杆，使上弦网格尺寸比下弦网格尺寸打了一倍。节约材料、构造简单、经济效果好、单刚度较弱。

4.2 平面网格尺寸的确定：

一般网格尺寸大约取在1/6-1/20倍的短跨长度。由于抽空网架的特殊性，网架网格尺寸取为40×1/15=2.667m，网架为40M×55M所以网架采用15×21网格。

单个网格尺寸为2.667m×2.619m

4.3 网架高度：

一般网架高度取在网架短跨的1/10-1/20范围内。取该网架高度为40×1/18～

2.2m。

4.5 网架支承：采用周边支撑；采用上承式支承。

5、荷载统计

5.1 永久荷载标准值：

网架自重计算：g

ok =ε[q

w

]1/2L

2

/200

(g

ok —网架杆件自重（KN/ M2）；q

w

--除网架自重以外的屋面荷载的标准值（KN/

M2）；L

2

--网架结构的短向跨度（ M）；ε--系数，杆件采用钢管时ε=1.0；)

经计算：g

ok

=1.0* [0.45+0.50]1/2*40/200=0.195 KN/ M2

上弦荷载（檩条+屋面板）： 0.45KN/ M2

下弦荷载： 0.30kN/ M2

5.2 可变荷载标准值：

屋面活荷载 0.50kN/ M2

雪荷载 0.35kN/ M2

计算时取两者较大值。

5.3 荷载的计算：

5.3.1上弦荷载的组合 1.2×恒荷+1.4×活荷=q

网架上弦均布荷载为： 1.2×（0.45+0.195/2）+1.4×0.5=1.357kN/m2

中间节点承受荷载的面积为：2.667×2.619=6.985m2

中间节点处承受的集中力为：1.357×6.985=9.479kN

边节点处承受荷载的面积是中间节点的1/2

边节点承受的集中力为： 9.479×1/2=4.740kN

角节点处承受荷载的面积是中间节点的1/4

角节点承受的集中力为： 9.047×1/4=2.370kN

5.3.2下弦荷载的组合 1.2×恒荷=q

网架下弦均布荷载为： 1.2×（0.3+0.195/2）=0.477kN/m2

中间节点承受荷载的面积为：（2.667×2）×（2.619×2）=27.939 m2

中间单元角节点处承受的集中力为：0.477×27.939=13.327kN

中间单元边节点承载的集中力为：13.327/2=6.663KN

边单元角节点承受的集中力为：13.327×1/2=6.663kN

边单元边节点承载的集中力为：13.327/8=1.666KN

角单元角节点承受的集中力为：12.237×1/4=3.332kN

角单元边节点承载的集中力为：13.327/8=1.666KN

6、杆件的选配

6.1 内力的计算：

采用CAD2004进行建模，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）

杆件的最大压力是 -550.4kN 杆件的最大拉力是 1105.7kN

根据拉力划分内力的范围：180KN 200KN 350KN 420KN 543 KN 750 KN

1050 KN 1361 KN

由拉力：N=Af公式（1）压力N=φfA公式（2）

选择杆件的截面尺寸。

6.2杆件选配：如下：

7.1 球规格的选择

当空心球直径为120~500mm时，其受压、受拉承载力设计值可分别按下列公式计算：

7.1.1、受压空心球 N

c ≤η

c

（400td-13.3t2d2/D）

其中 N

c

——受压空心球的轴向压力设计值（N）：D——空心球外径（mm）；t——

空心球壁厚（mm）；d——钢管外径（mm）；η

c

——受压空心球加肋承载力提高

系数，不加肋η

c =1.0，加肋η

c

=1.4。

对于上弦中心③号球：

η

c

（400td-13.3t2d2/D）=1.0(400*10*159-13.3*102*1592/400)=551.94KN＞

N

cmax

=550.4KN 满足要求。

7.1.2、受拉空心球 N

t ≤0.55η

t

tdπf