网架设计计算书怎么写(网架设计计算书)
网架设计计算书是进行网架结构设计时的重要文档,它详细记录了设计过程中的计算过程和结果。以下是撰写网架设计计算书的一般步骤:,,1. 封面:包括项目名称、作者、日期等基本信息。,2. 目录:列出整个设计计算书的主要章节和页码。,3. 引言:简要介绍网架设计的目的、背景和相关规范。,4. 设计条件:明确网架的设计参数,如跨度、高度、荷载类型(永久荷载、活荷载、风荷载等)。,5. 材料选择:说明所用材料的规格、性能以及是否符合要求。,6. 网格划分:描述如何将网架划分为多个单元,并给出详细的网格尺寸。,7. 节点构造:详细说明节点的类型、尺寸、连接方式以及支撑系统的设计。,8. 杆件计算:根据网架的几何形状和荷载情况,计算各杆件的内力、应力、变形等。,9. 稳定性分析:对网架的稳定性进行分析,确保其满足承载能力的要求。,10. 疲劳寿命计算:如果适用,进行疲劳寿命的评估。,11. 总结设计计算的结果,并提出是否需要进一步优化或调整的建议。,12. 参考文献:列出在设计过程中引用的所有文献资料。,,撰写网架设计计算书时,应确保所有数据的准确性和计算的合理性,以便为后续的施工和维护提供可靠的依据。还应遵循相关的设计规范和标准,确保设计的合规性和安全性。
以下是网架设计计算书的一般撰写步骤:
一、工程概况
- 建筑基本信息
- 说明建筑的用途,例如是大型仓储屋盖(如在“大型仓储屋盖设计”中网架计算书中提到建筑为大型仓储屋盖,建筑面积为1800m2(40m×45m))。
- 给出建筑的地理位置,因为地理位置会影响荷载取值,如不同地区的雪荷载、风荷载等不同。
- 结构选型依据
- 安全因素
- 考虑结构在各种荷载作用下(包括静荷载、活荷载、风荷载、地震荷载等)的安全性。根据工程所在地区的抗震设防烈度确定抗震设计要求,如某工程所在地区抗震设防烈度为7度时,要按照相关规程确定是否进行竖向和水平抗震验算。
- 经济因素
- 比较不同网架结构形式的用钢量指标等经济指标。例如,在平面接近方形且周边支承的情况下,斜放四角锥网架可能在中小跨度建筑中用钢量指标较好,所以会选择这种网架结构形式。
- 美观与功能要求
- 满足建筑的外观要求以及建筑内部空间的使用功能,如屋面排水坡度的设置等。
- 安全因素
二、荷载计算
- 恒荷载(静荷载)
- 网架自重
- 网架自重包括杆件自重和节点自重,对于钢材网架,其自重可通过计算机程序自动生成。
- 屋面板及檩条荷载
- 根据屋面材料和檩条规格计算其重量,例如屋面板 + 檩条 =m2的荷载值。
- 下弦荷载(如有)
- 明确下弦所承受的静荷载,如某工程下弦静荷载为m2。
- 网架自重
- 活荷载
- 屋面活荷载
- 按照《建筑结构荷载规范》取值,在计算时要考虑与雪荷载取较大值的情况。例如,当雪荷载小于屋面活荷载时,则不考虑雪荷载,按屋面活荷载计算。
- 积灰荷载(如有)
- 对于仓储屋盖等,若积灰荷载较小可忽略不计,如某仓储屋盖网架计算时可不考虑积灰荷载的影响。
- 屋面活荷载
- 风荷载
- 对于周边支承且支座节点在上弦的网架,风荷载可由四周墙面承受,计算时可不考虑风荷载的影响,但需根据具体情况和规范确定。
- 雪荷载
- 根据《建筑结构荷载规范》GB50009查取雪荷载值,并与屋面活荷载比较,取较大值参与计算,如某工程中雪荷载为m2,小于屋面活荷载则不考虑雪荷载。
- 地震荷载(抗震设计)
- 根据工程所在地区的抗震设防烈度进行计算。如抗震设防烈度为7度时,按照我国《网架结构设计与施工规程》JGJ7 - 91的规定,在某些情况下可以不进行竖向抗震验算和水平抗震验算。
三、结构计算
- 网格尺寸和网架高度确定
- 网格尺寸
- 根据网架短向跨度确定短向网格尺寸,当网架短向跨度为L2=(30 - 60)m时,短向网格尺寸宜取为(1/11 - 1/14)×L2,同时要考虑屋面板布置等因素确定长向网格数和网格尺寸。例如,短向跨度40m,考虑屋面板布置取短向网格数为12,网格尺寸为40/12 =;长向跨度45m,长向网格数取为14,网格尺寸为45/14 = 。
- 网架高度
- 当网架短向跨度为L2=(30 - 60)m时,网格高度宜取为(1/12 - 1/15)×L2,周边支承时高度可以取小值;对于角锥体系网架,高度的选取还应满足使腹杆与弦杆的夹角接近60度的要求。如预先取网格高度为40/15 =,若结构计算不满足挠度要求时再适当加大网格高度。
- 网格尺寸
- 杆件内力计算
- 利用结构力学原理或专业的结构计算软件(如3D3S、MSTCAD等)计算杆件在各种荷载组合下的内力。
- 对计算结果进行整理和分析,确定杆件的最不利内力情况。
- 杆件截面选择
- 根据杆件的内力计算结果、杆件的容许长细比(不同结构形式和杆件类型有相应的规范要求)以及材料的强度等因素选择杆件的截面形式和尺寸。
- 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。
四、节点设计
- 节点类型选择
- 根据网架结构形式和受力特点选择合适的节点类型,如螺栓球节点、焊接空心球节点等。
- 节点计算
- 对于螺栓球节点
- 确定螺栓球的直径、高强螺栓的规格(如高强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等)、锥头和套筒的尺寸等,并且要复核其强度和连接的可靠性。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。
- 对于焊接空心球节点
- 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。
- 对于螺栓球节点
五、网架的支承设计
- 支承方式选择
- 如周边支承等方式,根据建筑的布局和结构受力特点确定。
- 支承约束设置
- 在网架边界的每个节点上设置竖向约束(Z),为防止网架在平面内转动,还要加水平约束。例如,在长跨其中一边的两端点分别加上两向水平约束(x,y)和一向水平约束(y) 。
- 对于支座类型,根据竖向拉力大小选择合适的支座,如竖向拉力小于600kN的支座(ZZ1 - 5)可采用常规
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