網架設計計算書怎么寫(網架設計計算書)
網架設計計算書是進行網架結構設計時的重要文檔,它詳細記錄了設計過程中的計算過程和結果。以下是撰寫網架設計計算書的一般步驟:,,1. 封面:包括項目名稱、作者、日期等基本信息。,2. 目錄:列出整個設計計算書的主要章節和頁碼。,3. 引言:簡要介紹網架設計的目的、背景和相關規范。,4. 設計條件:明確網架的設計參數,如跨度、高度、荷載類型(永久荷載、活荷載、風荷載等)。,5. 材料選擇:說明所用材料的規格、性能以及是否符合要求。,6. 網格劃分:描述如何將網架劃分為多個單元,并給出詳細的網格尺寸。,7. 節點構造:詳細說明節點的類型、尺寸、連接方式以及支撐系統的設計。,8. 桿件計算:根據網架的幾何形狀和荷載情況,計算各桿件的內力、應力、變形等。,9. 穩定性分析:對網架的穩定性進行分析,確保其滿足承載能力的要求。,10. 疲勞壽命計算:如果適用,進行疲勞壽命的評估。,11. 總結設計計算的結果,并提出是否需要進一步優化或調整的建議。,12. 參考文獻:列出在設計過程中引用的所有文獻資料。,,撰寫網架設計計算書時,應確保所有數據的準確性和計算的合理性,以便為后續的施工和維護提供可靠的依據。還應遵循相關的設計規范和標準,確保設計的合規性和安全性。
以下是網架設計計算書的一般撰寫步驟:
一、工程概況
- 建筑基本信息
- 說明建筑的用途,例如是大型倉儲屋蓋(如在“大型倉儲屋蓋設計”中網架計算書中提到建筑為大型倉儲屋蓋,建筑面積為1800m2(40m×45m))。
- 給出建筑的地理位置,因為地理位置會影響荷載取值,如不同地區的雪荷載、風荷載等不同。
- 結構選型依據
- 安全因素
- 考慮結構在各種荷載作用下(包括靜荷載、活荷載、風荷載、地震荷載等)的安全性。根據工程所在地區的抗震設防烈度確定抗震設計要求,如某工程所在地區抗震設防烈度為7度時,要按照相關規程確定是否進行豎向和水平抗震驗算。
- 經濟因素
- 比較不同網架結構形式的用鋼量指標等經濟指標。例如,在平面接近方形且周邊支承的情況下,斜放四角錐網架可能在中小跨度建筑中用鋼量指標較好,所以會選擇這種網架結構形式。
- 美觀與功能要求
- 滿足建筑的外觀要求以及建筑內部空間的使用功能,如屋面排水坡度的設置等。
- 安全因素
二、荷載計算
- 恒荷載(靜荷載)
- 網架自重
- 網架自重包括桿件自重和節點自重,對于鋼材網架,其自重可通過計算機程序自動生成。
- 屋面板及檁條荷載
- 根據屋面材料和檁條規格計算其重量,例如屋面板 + 檁條 =m2的荷載值。
- 下弦荷載(如有)
- 明確下弦所承受的靜荷載,如某工程下弦靜荷載為m2。
- 網架自重
- 活荷載
- 屋面活荷載
- 按照《建筑結構荷載規范》取值,在計算時要考慮與雪荷載取較大值的情況。例如,當雪荷載小于屋面活荷載時,則不考慮雪荷載,按屋面活荷載計算。
- 積灰荷載(如有)
- 對于倉儲屋蓋等,若積灰荷載較小可忽略不計,如某倉儲屋蓋網架計算時可不考慮積灰荷載的影響。
- 屋面活荷載
- 風荷載
- 對于周邊支承且支座節點在上弦的網架,風荷載可由四周墻面承受,計算時可不考慮風荷載的影響,但需根據具體情況和規范確定。
- 雪荷載
- 根據《建筑結構荷載規范》GB50009查取雪荷載值,并與屋面活荷載比較,取較大值參與計算,如某工程中雪荷載為m2,小于屋面活荷載則不考慮雪荷載。
- 地震荷載(抗震設計)
- 根據工程所在地區的抗震設防烈度進行計算。如抗震設防烈度為7度時,按照我國《網架結構設計與施工規程》JGJ7 - 91的規定,在某些情況下可以不進行豎向抗震驗算和水平抗震驗算。
三、結構計算
- 網格尺寸和網架高度確定
- 網格尺寸
- 根據網架短向跨度確定短向網格尺寸,當網架短向跨度為L2=(30 - 60)m時,短向網格尺寸宜取為(1/11 - 1/14)×L2,同時要考慮屋面板布置等因素確定長向網格數和網格尺寸。例如,短向跨度40m,考慮屋面板布置取短向網格數為12,網格尺寸為40/12 =;長向跨度45m,長向網格數取為14,網格尺寸為45/14 = 。
- 網架高度
- 當網架短向跨度為L2=(30 - 60)m時,網格高度宜取為(1/12 - 1/15)×L2,周邊支承時高度可以取小值;對于角錐體系網架,高度的選取還應滿足使腹桿與弦桿的夾角接近60度的要求。如預先取網格高度為40/15 =,若結構計算不滿足撓度要求時再適當加大網格高度。
- 網格尺寸
- 桿件內力計算
- 利用結構力學原理或專業的結構計算軟件(如3D3S、MSTCAD等)計算桿件在各種荷載組合下的內力。
- 對計算結果進行整理和分析,確定桿件的最不利內力情況。
- 桿件截面選擇
- 根據桿件的內力計算結果、桿件的容許長細比(不同結構形式和桿件類型有相應的規范要求)以及材料的強度等因素選擇桿件的截面形式和尺寸。
- 對于管徑相同、壁厚不同的桿件應作特別注明,以免造成安裝差錯。
四、節點設計
- 節點類型選擇
- 根據網架結構形式和受力特點選擇合適的節點類型,如螺栓球節點、焊接空心球節點等。
- 節點計算
- 對于螺栓球節點
- 確定螺栓球的直徑、高強螺栓的規格(如高強螺栓材料選用現行國家標準《合金結構鋼》(GB/T3077)規定的20MnTiB或40Cr鋼,M12 - M36高強螺栓的強度等級為等)、錐頭和套筒的尺寸等,并且要復核其強度和連接的可靠性。錐頭和套筒的材質為Q235 - B,錐頭和套筒應采用鍛模成型,其任一截面應不小于連接鋼管的截面強度,錐頭與鋼管采用全熔透坡口等強焊接。
- 對于焊接空心球節點
- 焊接空心球采用Q235 - B鋼材,其產品質量應符合行業標準《鋼網架焊接球節點》(JG/T11)的規定。焊接球采用加肋空心球,環肋厚度與球壁厚度相同,環肋寬度應符合標準《空間網格結構技術規程》(JGJ7 - 2010)中的要求,環肋平面與主桿件的受力方向一致,鋼管桿件與空心球應采用坡口等強焊接。
- 對于螺栓球節點
五、網架的支承設計
- 支承方式選擇
- 如周邊支承等方式,根據建筑的布局和結構受力特點確定。
- 支承約束設置
- 在網架邊界的每個節點上設置豎向約束(Z),為防止網架在平面內轉動,還要加水平約束。例如,在長跨其中一邊的兩端點分別加上兩向水平約束(x,y)和一向水平約束(y) 。
- 對于支座類型,根據豎向拉力大小選擇合適的支座,如豎向拉力小于600kN的支座(ZZ1 - 5)可采用常規
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