多功能活动中心计算书

摘要多功能文化中心是小区举行活动的重要场所，是整个小区的标志性建筑。本文包括三个部分，建筑部分，结构部分，基础部分，其中以结构部分为重点，结构部分包括屋盖结构的设计和钢筋混凝土框架设计。本次设计采用了大跨空间结构。大跨空间结构是一种具有很大覆盖面的新型结构，它具有刚度大，抗震性能好的特点，在这众多的结构形式中，正放四角锥网架应用的很广泛。网架结构是由焊接钢管和焊接空心球组成，网架结构采用轻型屋面材料作为屋顶，这样就减轻了屋面荷载，达到了节省钢材的目的。网架结构还具有轻质高强、美观等优点，而这一系列的优点刚好满足了多功能活动中心的要求。网架结构的计算也伴随着计算机的发展和软件的更新得到了简化。计算模型的建立更加符合实际情况，所以计算结果更加的精确。本次设计中采用了四角锥网架结构来满足设计和使用的要求。关键词大跨空间结构、正方四角锥网架ABSTRACTTHEVERSATILECENTERISAVERYIMPORTPLACEWHICHWOULDHOLDSOMESPIRITUALACTIVITIESITISTHESYMBOLEOFTHEBLOCKTHEREARETHREEPARTSINTHETHESIS,ARCHITECTUREPART,THESTRUCTUREANDTHEBASEMENTDESIGNAMONGTHESEPARTS,THESTRUCTUREDESIGNISMOREIMPORTANTWHICHINCLUDETHEROOFDESIGNANDTHEREINFORCEDCONCRETEFRAMEDESIGNINTHISDESIGN,WEUSETHELARGESPANSPACESTRUCTURELAGESPANSPACESTRUCTUREISANEWSTRUCTURESYSTEMWHICHHASLAGECOVERAGEITHASTHECHARACTERISTICOFLARGESPECIALRIGIDITYANDGOODANTISEISMUCAPACITYINTHESESTRUCTUREFORMS,THEPYRAMIDALSPACEGRIDSISUSEDMOREWIDELYTHANOTHERSSPATIALGRIDSTRUCTUREISMADEUPOFWELDINGTUBEANDWELDINGHOLLOWBALL,WHICHUSESLIGHTROOFINGMATERIALASTHEROOFSYSTEMTHEREFOREITCANNOTONLYREDUCETHELOADOFTHEROOFSYSTEM,BUTALSOSAVETHEEXPENSEOFTHEWHOLEDESIGNMOREEVER,ITHASTHEMERITSOFLIGHTWEIGHTBUTHIGHSTRENGTHANDBEAUTY,WHICHFITSTHEMEETSOFCONSTRUCTINGTHEVERSATILECENTERWELLWITHTHEDEVELOPMENTOFTHECOMPUTERANDTHECONTINUOUSUPGRADEOFTHESOFWARE,THECALCULATIONOFSPATIALGRIDSTRUCTUREHASBEENSIMPLIFIEDTHUSTHERESULTSOFCALCULATIONAREMOREACCURATE,PEOPLEWILLAPPLYTHECONCLUSIONSTOTHEPROJECTWITHOUTTOOMUCHMODIFICATIONINTHISDESIGNWEADOPTPYRAMIDALSPACEGRIDSTOMEETTHEDEMANDOFTHEPROJECTKEYWORDSLARGESPANSPACESTRUCTURE、PYRAMIDALSPACEGRIDS目录摘要1第1章绪论611课题背景612空间结构概论613网架的发展614本文主要研究内容6141设计项目简介7142设计基本要求7143设计条件7144项目内容7145设计内容7146本文结构8147参考资料8第2章建筑设计921绪论9211我国的建筑方针922设计任务9221建筑设计9222结构设计9223基础设计923功能分析10231人流路线分析10232房间功能要求10233防火分析11234看台设计11235体育馆音质设计12236体育馆照明设计1224结构选型1225立面设计1326剖面设计13第3章建筑结构设计1431结构概述1432结构方案14321结构方案比较14322结构体系1533屋盖结构15331网格尺寸及网架高度15332檩条16333网架设计1834看台框架设计及其裙房设计。39341看台结构及其裙房39342截面尺寸估算39343荷载计算40344结构最不利组合57345结构配筋计算58第4章地基基础的计算设计7041概述7042柱下独立基础的计算70421地基承载力的确定70422柱下独立基础的沉降计算87结论94总结与体会95致谢97参考文献98附录99第1章绪论11课题背景随着社会生产力的发展,人们物质生活的提高,故而对精神文明的发展提出了更高要求,而作为现代社会小区,其功能已不仅仅是遮风挡雨,安身立命之所,更是人们休闲娱乐,人际交往的场所这就要求小区必须一人为本,最大限度的满足人们在舒适、方便、安全、审美、健康、体现自我价值等方面的需求，创造出一个良好、合理、优美的居住环境，提高人们的生活品质，而在小区建造一个多功能活动中心就能够在很大成都上满足,住户进行娱乐休闲的需求,从而提高人们生活品质作为大型建筑,其功能决定了要采用大跨空间结构,为了凸显活动中心在整个小区的标志性建筑,甚至给整个城市增添一丝亮丽,其建筑造型是相当重要的12空间结构概论空间结构的主要特点是能够充分利用不同材料的特性,以适应各种造型的变化由于空间结构不仅具有空间受力合理,重量轻,造价低,以及形式活波新颖,能够突出人类艺术创造的特点13网架的发展平板网架结构在大跨结构中占有重要的组成部分，其原因在于空间刚度大，用才经济，工厂预制、现场安装、施工方便等优点。而现在国内外常采用平面桁架体系、四角锥体系网架和三角锥体系网架。而网架结构的支承也分为周边支承、点支承、周边支承和点支承结合、三边或两边支承、单边支承等情况。尽管网架的结构形式众多，但是我们可以根据建筑平面的形状和跨度大小、网架的支撑形式、荷载大小、屋面结构和材料、制作安装方法等，结合实用和经济的原则区综合分析确定。一般情况应选择几个方案经优化设计而确定。在优化设计中，不能单纯的考虑耗钢量，应考虑杆件与节点间的造价差别、屋面材料及其维护结构费用。安装费用、结构的整体刚度、网架的外观效果等综合经济指标。对于周边支承情况的矩形平面，当其边长比小于或者等于15时，宜选用斜放四角锥网架、棋盘形四角锥网架、正放抽空四角锥网架，也可以考虑选用两相正交斜放网架、两相正交正放网架。正放四角锥网架耗钢量较其他网架的成本高，但杆件的标准化程度比其他网架好，结构的整体刚度及网架的外观效果好，是目前比较常采用的一种网架形式。对于中小型跨度，也可以选用星型四角锥和蜂窝形三角锥网架。当边长比大于15时，宜选用两相正交正放网架、正放四角锥网架和正放抽空四角锥网架。当平面狭长时，可采用单向折线形网架。14本文主要研究内容本设计为多功能活动中心,采用正放四角锥网架组成首先要进行屋面构件的计算,包括屋面板,檩条,杆件,球节点求杆件的内力采用的是SAP2000进行计算,然后通过手算来进行杆件的验算然后进行旁边裙房的验算,在本设计中,取了标准跨和非标准跨进行计算,采用的是PKPM计算,然后通过手算来验算柱,梁并看手算配筋和PKPM出的差距最后进行基础的验算,在此次设计中,验算了7根柱,计算了5个柱的基础的设计和及其相应的沉降,由于选取模型的关系,在考虑相邻荷载的影响时,取了两个柱进行验算,考虑了在此种情况下的地基的沉降141设计项目简介本次设计拟在哈尔滨市某小区建造一多功能活动中心,本工程项目是集文艺娱乐活动、集会、小型展示活动、健身活动于一体,建筑面积3800左右,建筑类别2M为二类建筑142设计基本要求1认真贯彻“适用,经济,安全,美观”的设计原则。2进一步掌握建筑设计内容,方法和步骤,充分考虑影响设计各种因素。3明确和运用有关的建筑设计和结构设计规范和规定4了解和运用有关设计规范和规程。5明确建筑与结构关系，正确选择结构形式，合理布置结构6掌握一种大跨度钢结钢结构的计算方法和构造要求7掌握使用PKPM软件进行结构计算，掌握基础结构的计算。8认真绘制设计图和编写说明书、计算书。143设计条件建筑场地环境见地段图，地势平坦。土壤冰冻深度2M，主导风向西南。地质，地下水情况正常。城市集中供热，给排水与市政管网联网。144项目内容1能容纳200名左右的集会厅兼文艺活动2小型展示活动室,健身房,阅览室3群众用房休息室,卫生间,更衣室,饮水室,服务间4设备,管理用房灯光音响控制,配电,库房,办公等145设计内容拟完成工作包括1建筑设计总平面图包括主题建筑,停车,道路绿化、平面图、剖面图、立面图、剖面详图。2结构设计结构布置图,钢屋盖施工图、下部结构施工图3基础设计基础平面布置图,基础设计配筋图。146本文结构本文主要有三部分组成,第一章绪论第二章建筑设计第三章结构设计147参考资料1办公建筑设计规范JGJ6789,北京中国建筑工业出版社,19901房屋建筑制图统一标准GB500012001,建筑制图标准等,北京中国建筑工业出版设,20022建筑结构可靠度统一标准GB500682001,北京中国建筑工业出版设20023建筑设计防火规范（GBJ161987）中华人民共和国建设部，20014体育馆建筑结构选型及工程实录，中国建筑工业出版社5建筑地基基础设计规范GB500072002,中国建筑工业出版设20026张毅刚薛家铎范峰杨庆山，大跨空间结构，机械工业出版社7房屋建筑学北京科学出版社20028结构概念和体系北京高等教育出版社20049PACKER,JAANDHENDERSON,JE,DESIGNGUIDEFORHOLLOWSTRUCTURALSECTIONCONNECTIONS,CANADIANINSTITUTEOFSTEELCONSTRUCTION,WILLOWDALE,ONTCANADA；10BENNETTRMANDANGAHSINVESTIGATIONOFMETHODSFORSTRUCTURALSYSTEMRELIABILITYUNIVERSITYOFILLINOISATURBANACHAMPAIGN,198311FREUDENTHALAM,SAFETYANDPROBABILITYOFSTRUCTURALFAILUREPROC,ASCE12MAHFANDANGAHSRELIABILITYANALYSISOFREDUNDANTDUCTILESTRUCTURALSYSTEMSUIVERSITYOFILLINOISATURBANACHAMPAIGN198113MAKOWSKIZSSPACESTRUCTUREAREVIEWOFDEVELOPMENTINLASTDECADE,SPACESTRUCTUREIV,LONDON,1993第2章建筑设计21绪论211我国的建筑方针建筑设计必须结合我国实际情况，贯彻国家制定的方针，即“适用，安全，经济，美观”的方正。适用是指恰当的确定建筑面积、合理的布局、必需的技术设备、良好的设施以及保温、隔热、隔声的环境。安全是指结构的安全度，建筑物耐火等级及防火设计，建筑物的耐久年限等。经济主要指经济效益。它包括节约建筑造价，降低能源消耗，缩短建筑周期，降低运输维修和管理费用等。既要注意建筑物本身的经济效益，又要注意建筑物的设计社会和环境的综合效益。美观是在适用，安全，经济的前提下，将建筑美和环境美作为设计依据和内容，搞好室内外环境设计，为人民创造良好的工作和生活条件。政策中还提出对待不同建筑物，不同环境，有不同的美观要求。22设计任务221建筑设计1建筑平面功能合理，布局紧凑，使用方便。2能够合理的进行看台的设计3防水，防潮，保温等具体做法符合构造图集和规范要求。4熟悉人流路线分析,对各种房间进行简单布置222结构设计结构方案的选择和确定正放四角锥网架,裙房采用框架结构。要求完成以下结构设计内容（1）完成各层的结构平面布置。采用现浇楼板并完成标准层楼盖的受力分析，配筋计算，并绘制楼板结构梁配筋图（2）结构设计说明及计算书。3完成对网架结构方案的布置,杆件的选型,及其验算,支座节点的设计223基础设计确定基础形式若采用柱下独立基础要求完成合理确定基础的底面积，确定地基的承载力基础的抗弯计算基础的抗剪计算基础的抗冲切计算。计算基础的沉降及倾斜并考虑相邻荷载对地基沉降的影响绘制图纸12张，包括基础尺寸图,柱下独立基础的配筋图,及施工图23功能分析231人流路线分析多功能活动中心观众数量较小，交通组织如何使人流交通联系便捷，互不干扰，出入安全通畅是交通组织的基本要求。人流分析人流有三股，一股是观众，占总人流量的90以上，其次是运动员或表演人员，一般50100人，再次是工作人员（管理人员、裁判、记者、来宾），约占总数的13。A与观众这股人流密不可分的地方是观众休息大厅、看台、卫生间、检票口（小卖部可在观众休息大厅内设成流动售货小摊）。B运动员演出人员的出入地方有运动员休息室、比赛场地、练习场地、医务室和卫生间。C工作人员及来宾接见厅、休息室、主席台、卫生间、办公室、广播室和灯控室。人流组织其核心是避免三股人流的互相干扰，使三股人流分流而行，其中最关键的是使观众人流与其他人流隔开。方法是设置观众出入口、通道和楼梯，而不让其从其他入口进入馆内，造成人流间的干扰。本设计中，在活动中心设置了观众出入口，通过主入口,关总能够有相匹配的服务设施如超市,咖啡屋,休息厅,厕所,而通过大厅的设置的小栏杆可以挡住观众,从而观众不能进入比赛场地运动员走侧门通道直接进入一层，从走廊进入休息室或比赛场地、训练用房。工作人员通过另一侧的入口直接通过走廊直接进入二楼的办公区白天的时候进行的是人流,晚上是货流,这样子人流完全分开，互不干扰，保证了交通的通畅。主要是执行现行建筑设计规范的一些规定（1）体育馆观众厅安全出入口的数量不要少于两个，且每个安全出入口的平均疏散人数不应超过400700人。（2）体育馆观众厅的疏散门以及疏散外门、楼梯和走道的各自宽度的计算不应小于043M/100人。（3）在布置疏散走道时，横走道之间的座位排数不宜超过20排，纵走道之间的座位数不宜超过26个。（4）人员密集的公共场所大厅的入口、太平门不应设置门槛，其宽度不应小于14M，紧靠门口14M内不应设置踏步。（5）太平门必须向外开，并宜设置自动门阀。（6）人员密集的公共场所的室外疏散小巷，其宽度不应小于3M。建筑剖面设计使确定房屋在垂直方向上的形状，尺寸及各构件在高度方向上的位置，形状和尺度的竖向设计，使建筑物竖向空间的组织于利用。232房间功能要求公共建筑的厕所每1000人35M2,1000人28M2,每整加50人,增加一个厕位,总观众为2/3男,1/3女,男厕每100人45个厕位,5个小便斗,女厕每100人10个厕位,每个厕位9001200MM门外开健身房面积为232M2分为两个,而且在健身时根据需要,分别设置了两个门,需要更衣和洗澡的通过更衣室直接进入健身房,不需要的可以直接进入,满足功能的要求展览馆的面积是14454M2,在进入展览厅时候有一个小型的休息空间和展示平台,随后便是作为展览的一些展板等防火疏散要求主要是执行现行建筑设计规范的一些规定（1）体育馆观众厅安全出入口的数量不要少于两个，且每个安全出入口的平均疏散人数不应超过400700人。（2）体育馆观众厅的疏散门以及疏散外门、楼梯和走道的各自宽度的计算不应小于043M/100人。（3）在布置疏散走道时，横走道之间的座位排数不宜超过20排，纵走道之间的座位数不宜超过26个。（4）人员密集的公共场所大厅的入口、太平门不应设置门槛，其宽度不应小于14M，紧靠门口14M内不应设置踏步。233防火分析防火疏散要求主要是执行现行建筑设计规范的一些规定（1）体育馆观众厅安全出入口的数量不要少于两个，且每个安全出入口的平均疏散人数不应超过400700人。（2）体育馆观众厅的疏散门以及疏散外门、楼梯和走道的各自宽度的计算不应小于043M/100人。（3）在布置疏散走道时，横走道之间的座位排数不宜超过20排，纵走道之间的座位数不宜超过26个。（4）人员密集的公共场所大厅的入口、太平门不应设置门槛，其宽度不应小于14M，紧靠门口14M内不应设置踏步。234看台设计1视点选择视点选择应以场地规模,设计标准,运动项目为依据影响视觉质量因素1视距视距是影响视线清晰度的主要影响因素,视距越近,清晰度越好2视线方位在水平方位,观众席愈接近场地短轴视觉质量愈好垂直方位,观众视线与场地成适度的夹角,一般在15度45度之间深度感愈好观众视平线与视点之间高度差愈小观众高度感越好2看台剖面设计看台剖面设计有两个内容一是看台的标高计算二是看台下部空间的利用1看台视线的计算1视点选择以篮球场地为准的小型体育馆,视点选择在篮球场边端线上空300MM或500MM处在此设计中,取值为500MM2计算参数的确定A视点距离第一排座位的距离X值为5000MM,B排距或排深D的取值800MMC观众水平视线至比赛场地地面的垂直距离Y1的值Y1H1E,Y117ME一般情况下座在座椅上时台阶地面值人眼的高度,取为11MD视线升高C值的确定,C是指前排观众眼镜至后排观众视平线之间的垂直距离取60MM根据公式来确定其排座位眼高,其计算图如下11NNXCY235体育馆音质设计音质设计要求1活动中心的音质的主要指标是对清晰度的要求,特别是当群众集会时能够使听众听得清楚,观众的噪音7DB采取措施1建筑使用要求和造型2控制高度,合理的选取屋顶结构造型236体育馆照明设计设计要求1要有足够的水平照度和垂直照度,运动场地照明应满足相关规定2要有均匀的照度分布和亮度分布3有时宜的光色和良好的显色性4选择好经济适用的光源和灯具篮球场所对灯具的特殊要求篮球运动速度快,运动员对抗性强,要求运动员既能看清球的运动,也要看清其他运动员的动向,照明照度和均匀性要求较高,篮球运动要求顶棚反射率布小于60,最好为80,灯具安装高度应65M24结构选型活动中心常用的结构形式1拱形结构结构简单,受力合理,空间利用较好2刚架结构屋顶呈坡屋面课做成顺水顶棚,多用钢筋混凝土做成,耐潮热不锈蚀3网架重量轻,跨度大,制作简单,易工厂化,安装运输方便在本设计中采用的是正方四角锥网架结构25立面设计建筑物既是技术产品，也是艺术品，因此不仅要满足人们的生活生产、工作等物质方面的要求，还要满足人们精神生活，文化方面的需要。建筑的美观问题随着人们生活水平的提高显得日趋重要。建筑外部形象的设计包括体型设计和立面设计两部分，主要研究建筑物的群体关系、体量大小，组合方式、立面及细部比例的关系等。即主体型立面设计时要考虑一下影响因素建筑功能和建筑类型特征；材料、结构和施工要求；建筑规划与环境；建筑标准和经济因素；精神与审美。可以通过把握建筑立面设计的一些规律统一与变化；均衡与稳定；对比与微差；韵律与节奏；比例与尺度来更好地进行设计。26剖面设计建筑剖面设计使确定房屋在垂直方向上的形状，尺寸及各构件在高度方向上的位置，形状和尺度的竖向设计，使建筑物竖向空间的组织于利用。确定房间高度时，还应考虑室内比例是否合理，宽而低的空间通常给人以压抑的感觉，而狭长而高的房间有使人感到拘谨和空旷的趋向。在本设计中,裙房中有展览馆,阅览室,健身房等大空间的房间,所以在确定层高的时候采用了42M室内光线的强弱恶化照度的均匀与窗户的宽度和位置有关，还和窗户在剖面中的高度有关，进深愈大，要求窗户上沿的高度愈高，及相应的房间高度也要增加，为了避免在房间顶出现暗角，应尽量减小窗户上沿距屋顶距离。所以取窗高为18，人坐时平视高度约为12，故取窗台高09。底层地坪标高的确定为防止室外雨水流到室内，并防止墙体受潮，确定室内地面比室外地坪标高高05M第3章建筑结构设计31结构概述为了满足社会生活的不断提高,人们需要更大的覆盖空间,因此大跨空间结构在近几十年来得到了迅速的发展我国大跨度空间结构的基础原来比较薄弱，但随着国家经济实力的增强和社会发展的需要，近十余年来也取得了比较迅猛的发展。工程实践的数量较多，空间结构的类型和形式逐渐趋向多样化，相应的理论研究和设计技术也逐步完善。以北京亚运会（1990）、哈尔滨冬季亚运会（1996）、上海八运会（1997）的许多体育建筑为代表的一系列大跨空间结构作为我国建筑科技进步的某种象征在国内外都取得了一定影响。种种迹象说明，我国虽然尚是一个发展中国家，但由于国大人多，随着国力的不断增强，要建造更多更大的体育、休闲、展览、航空港、机库等大空间和超大空间建筑物的需求十分旺盛，而且这种需求量在一定程度上可能超过许多发达国家。这是我国空间结构领域面临的巨大机遇。而在本次设计中,采用的网架结构尺寸为46233M,属于大跨空间结构,其屋盖所占比例较大,设计时应该考虑屋盖自重,降低材料消耗,同时也要考虑施工方便,安全32结构方案321结构方案比较空间结构是建筑结构形体呈三维空间状,并且有三维受力特性且立体工作状态,空间结构从受力特征上分为刚性结构体系,柔性结构体系,杂交结构体系三大体系1刚性结构体系刚性结构体系具有很好的刚度,结构的形体由构件的刚度形成,包括薄壳结构结构,折板结构,空间刚架结构,网架结构和网壳结构等薄壳结构主要受压,多为钢筋混凝土结构折板结构是一种连续折平面的薄壁空间结构,构造简单,施工方便网架结构具有多向受力性质,空间刚度大,整体性强网桥结构跨越能力大,但是主要承受压力,存在稳定问题2柔性结构柔性结构体系是大多数结构构件为柔性结构,结构形体由体系内部预应力形成,包括悬索结构,充气膜结构和张拉整体结构等悬索结构是由一系列高强度钢索组成的一种张拉结构,可以由多种形体以适应各种平面形状,和外形轮廓的要求,张拉整体结构是由一系列的相互独立的受压杆与一套连续的受拉索构成的空间结构3杂交结构杂交体系结构是将不同类型的结构进行组合而得到的一种新型结构体系,能进一步的发挥不同类型结构的优点,起到”扬长避短”的作用平板网架结构在大跨结构中占有重要的组成部分，其原因在于空间刚度大，用才经济，工厂预制、现场安装、施工方便等优点。而现在国内外常采用平面桁架体系、四角锥体系网架和三角锥体系网架。而网架结构的支承也分为周边支承、点支承、周边支承和点支承结合、三边或两边支承、单边支承等情况。尽管网架的结构形式众多，但是我们可以根据建筑平面的形状和跨度大小、网架的支撑形式、荷载大小、屋面结构和材料、制作安装方法等，结合实用和经济的原则区综合分析确定。一般情况应选择几个方案经优化设计而确定。在优化设计中，不能单纯的考虑耗钢量，应考虑杆件与节点间的造价差别、屋面材料及其维护结构费用。安装费用、结构的整体刚度、网架的外观效果等综合经济指标。对于周边支承情况的矩形平面，当其边长比小于或者等于15时，宜选用斜放四角锥网架、棋盘形四角锥网架、正放抽空四角锥网架，也可以考虑选用两相正交斜放网架、两相正交正放网架。正放四角锥网架耗钢量较其他网架的成本高，但杆件的标准化程度比其他网架好，结构的整体刚度及网架的外观效果好，是目前比较常采用的一种网架形式。对于中小型跨度，也可以选用星型四角锥和蜂窝形三角锥网架。当边长比大于15时，宜选用两相正交正放网架、正放四角锥网架和正放抽空四角锥网架。当平面狭长时，可采用单向折线形网架。综合上述各种受力形式,结合本设计的尺寸及施工情况,最后选用,正方四角锥网架322结构体系1柱网布置网架总平面尺寸为63653M,柱距采用66M,柱网布置简图为如下33屋盖结构331网格尺寸及网架高度一网格尺寸网格尺寸的大小直接影响网架的经济性网格尺寸的确定应根据网架高度,柱网尺寸,屋面材料,建筑和构造要求以及施工条件等因素来综合考虑综合国内外的设计试验经验,对于矩形平面的网架,其上弦网格应设计成正方形,上弦网格尺寸与网架短向跨度L2之间的关系为220/1,6052063561/063LSML二网架高度网架高度不但直接影响杆件内力的大小,而且还影响腹杆的的经济性,一般应使腹杆与弦杆夹角35度50不同材料屋面体系的网格数目及跨高比可以凭借经验公式按经济情况和刚度要求制定的,当符合改经验公式,一般不用验算网架挠度在此设计中,采用四角锥网架钢檩条屋面体系网格数310807862LN跨高比1317003L212011601纵上考虑,N10,S3300MM,H2400MM验算的斜腹杆与下弦杆的夹角为458度以下是网格的基本布置网格布置图332檩条一檩条的形式及特点檩条宜优先选用实腹式杆件,也可以采用空腹式或格构式构件,檩条一般设计成简直构件,实腹式檩条也可以设计成连续构件（1）实腹式檩条A槽钢檩条普通槽钢檩条和轻型槽钢檩条两种,普通槽钢檩条厚度较厚,强度不能充分发挥,用钢量较大B高频焊接轻型H型钢檩条腹板薄,抗弯刚度好,两主轴方向惯性矩比较接近,以及翼缘板平直易于连接C卷边槽形冷弯薄壁型钢檩条应用普遍,用钢量省,制作和安装方便D卷边Z形冷弯薄壁型钢檩条主平面X轴的刚度大,用做檩条时挠度小,用钢量省,制作和安装方便（2）空腹式檩条（3）格构式檩条檩条设计檩条截面高度根据其跨度,檩距,荷载大小和结构形式选取檩条选用HBCT16060203根据跨度对屋面板刚度的要求，选择屋面板尺寸为上层YX130300600（08MM厚），下层YX35125750（08MM厚）二檩条的计算（1）恒荷载上层压型钢板0107KN/M2岩棉100MM015KN/M2下层压型钢板0086KN/M20343转化为线荷载0343331132KN/M檩条自重0068KN/M所以恒荷载为1132006812KN/M（2）活荷载雪荷载045KN/M2屋面活荷载05KN/M2集中荷载10KN/18032MKN活荷载取其中最大值，转化为线荷载165KN/M2荷载效应标准组合561KQ荷载效应基本组合73412MKNQYX/75COS73COS0ININLQMXYYX5083708122由于L在以上选杆过程中，为了使选择的杆件能全部满足强度要求，并且尽可能使大部分的杆件能做到充分利用，需要对整个网壳的内力分布情况做一个大致的分析首先将所有杆件分三部分上弦杆、腹杆、下弦杆。其中内力较小的是腹杆，可选择直径较小的圆管，上弦杆内力大于下弦杆，且其分布跟下弦杆的内力分布对应区域正好相反。另外支座除下弦杆内力会非常大，应选择最粗的杆件。选杆顺序选杆顺序决定你选择的杆件在整个网架上是否有规律分布，能否做到比较经济合理，大部分杆件充分利用等。在本设计中，经过一系列的重复选杆工作，总结出以下经验首先给初选一个最大的杆件是这个网壳杆件强度完全满足，然后按顺序进行腹杆、下弦杆、上弦杆的选杆工作。选腹杆时，将所有腹杆选择一个较小的截面，让部分腹杆满足，其他腹杆不满足，然后选择不满足的腹杆，再选择一个较大的截面，重新计算，还有不满足的再选择较大截面，在计算，如此往复，直到所有的腹杆均满足强度要求。这时在仔细观察杆件大小分布情况，个别杆件再调整即可。然后按同样的方法选择上弦杆和下弦杆。直到整个网壳所有的杆件均满足强度要求。在本设计中，一共选择了5种截面，如下P1483P2604P3834P41025P512155至此，选杆工作完成，可将所有杆件的内力及杆件截面情况导出表格。上弦杆截面选型表下弦杆截面选型图腹杆截面选型图支座反力表KN支座号X向Y向Z向1001631200278130040034004955005995600684370077298006843900599510004949110040031200278113001631400137150021941600295917003228180032721900322920002962100219222001367230016312400278225004014260049662700596128006854290077413000685431005965320049753300402834002741353198319816413631983198137370021638002977390032384000327641003229420029584300219344001373一上弦杆的验算P2604A704,I198CM,NMAX209KN压杆2CM0971051808LI由查，得0339，2227/15/0397410NNMFNA所以满足条件P3834A993,I28CM2CM（1）,NMAX8727KN压杆02971061808LI由查，得05922245/15/0592310NNMFNA所以满足条件（2）20267,94LMLL,NMAX3771KN压杆041588LI由查，得033922370/15/9NNMFNA所以满足条件P41025A1354,I343CM,NMAX17836KN压杆2CM02971081034LI由查，得073622679/15/07150NNMFNA所以满足条件P412155A1996,I409CM,NMAX27861KN压杆2CM02971031804LI由查，得08242286694/15/02190NNMFNA所以满足条件（二）下弦杆的验算P1483A452，I1578MM,2M09,7108405LLINMAX6566KN，22MAX63/15/4210NNMFNMA所以满足条件P2604A704，I198MM,209,7105408LLINMAX1231KN，22MAX2376/15/7041NNMFNMA所以满足条件P3834A993，I28MM,209,71064023LLINMAX18124KN，22MAX8485/15/910NNMFNMA所以满足条件P41025A1354，I343MM,209,271084034LLMINMAX2829KN，22MAX2899/15/150NNFNMA所以满足条件（三）腹杆的验算P1483A452，I1578MM,209310340578LMINMAX5139KN拉力，NMAX太小，自然满足压力，22MAX191/15/420NNFNMA所以满足条件P2604A704，I198MM,20210164098LINMAX329（压力）KN，由查，得041822MAX32789/15/0410NNMFNMA所以满足条件P3834A993,I28CM2C,NMAX511KN压杆021751808LI由查，得081322063/15/139NNMFNA所以满足条件（四）节点设计网架节点系空间节点，汇集的杆件数量较多，且来自不同方向，构造比较复杂。因此，网架节点设计的合理与否直接影响到整个结构的受力性能，制作安装，用钢量及工程造价等，是网架设计中的重要环节之一。网架节点设计应满足以下基本要求1）牢固可靠，传力明确简捷。2）构造简单，制作简便，安装方便。3）用钢量省，造价低。4）构造合理，使节点尤其是支座节点受力状态符合设计计算假定。网架结构中常用的节点主要有焊接空心球节点、螺栓球节点和嵌入式彀节点等，其中用的最为广泛的是前两种，本设计中网架节点选用的是焊接空心球节点。焊接空心球节点是由两块圆钢板经加热，压成两个圆球，然后相对焊接而成，当球径等于或大于300MM，杆件内力较大时，可在球内加衬环肋，此肋应与两个半球焊牢，这样可提高承载力1530。这种节点的优点是构造和制作均较简单，球体外型美观，具有万向性，可以连接任意方向的杆件。它用于连接圆钢管杆件，连接时只需将钢管正截面切断，然后使管与球按等间隙焊接，即可达到圆钢管与球节点自然对中的目的。其缺点是由于球节点有等厚钢板制成，因此，在与钢交接处应力集中明显，形成应力尖峰值，使球体受力不均匀；由于钢管与球正交连接，焊缝长等于钢管周长，没有余量，要求焊缝必须与钢管等强，而且在多少情况下，焊接时工件不能翻身，就造成一圈焊缝中俯、侧、仰焊均有的全位置焊接，因此对焊接要求高且难度大。焊接空心球节点用钢量一般占网壳总用钢量的2025，它适用于各种形式、各种跨度的网架网壳。采用焊接空心球节点球体尺寸的计算12/,078545,2DDAAM且规格不宜超过种横一种类P3,P112DADMP2,P1,21758横二种类P3,P210P2,P229DADMP4,P11横三P3,P3,250P3,P4174DADMP5,P1,23横四P2,P418P2,P5,1269DADM根据施工情况方便的原则，横一和横二的种类采用T7MM，D230MMMAX23045712T所以满足条件横三和横四的种类采用T8MM，D280MMMAX280354142DT（五）焊接空心球承载力的验算1D2307对于杆件P1483受压空心球24013NTDTDKN受拉空心球55345128TTF对于杆件P2603受压空心球24013/1767601578CNTDTDKN受拉空心球0534215603TTDFKN对于杆件P3834受压空心球2413/107880128CNTTDD受拉空心球557345218TTDFKN对于杆件P41025受压空心球24013/177032561CNTDTDKN受拉空心球554265TTF2DT2808对于杆件P1483受压空心球24013/184801659CNTDTDKN受拉空心球55342158TTF对于杆件P2603受压空心球24013NTDTDKN受拉空心球554517832TTF对于杆件P3834受压空心球24013/188046CNTDTDKN受拉空心球5583125463TTF对于杆件P41025受压空心球24013/18802947CNTDTDKN受拉空心球551350392TTF对于杆件P512155,全部受压24013/18803427CNTDTDKN由上述分析可以看出，各节点的极限承载力均大于相应节点所连接杆件的承载力，满足节点强度杆件强度（六）支座节点的设计网架的支座节点可直接支承在柱顶上或支承于圈梁，砖墙上。要求支座节点传力明确，构造简单，安全可靠，并符合计算假定。网架的支座节点一般采用铰支座，有时候为了消除温度应力的影响，支座应能侧移。实际上，支座节点受力复杂，它除了承受压力，拉力和扭矩以外，有时候还有侧移和转动。因此，网架的支座节点受力比平面桁架复杂很多，特别是当跨度很大平面形状复杂时，更应该认真对待。常用的支座形式1）平板压力支座节点。节点构造简单，加工方便，但支承板下的摩擦力较大，支座不能转动或移动。和计算差距较大，仅仅适用于下跨度网架。2）单面弧形压力支座节点。弧形板可以用铸钢或者圆钢剖开而成，当采用双锚栓时，可以放在弧形支座中心线上，并开有椭圆孔，以容其有微小的移动，当支座反力很大时，可用四根带有弹簧的锚栓，以利其单向转动。这种支座节点适用于中小跨度网架。3）双面弧形压力支座节点（又称摇摆支座），这种节点比较符合不动铰支座的假定。缺点是构造较复杂，造价较高，只能在一个方向转动。适用于大垮度，且下部支承为结构刚度较大的网架。4）球铰压力支座节点。这种节点比较符合不动铰支座的假定，构造较为复杂，抗震性能好，适用于四点及多点支承的打垮度网架。5）单面弧形拉力支座节点。这种节点适用于大，中跨度的网架。6）板式橡胶支座节点。这种支座不仅可以沿切向及法向位移，还可以绕两向转动。板式橡胶支座上下表面由橡胶构成，中间夹有三五层薄钢板。适用于大中跨度网架。这种节点构造简单，安装方便，节省钢材，造价低，可构成系列产品，工厂化大量生产，是目前使用最为广泛的一种支座节点。但是其橡胶老化以及下部支承结构的抗震性能等问题尚待进一步研究。1RMAX7954KN,M59MAX网架支撑在C30的钢筋混凝土圈梁上,锚栓直径D25MM,锚栓2/314MNFC的孔径,则削弱面积为5020D,229644MA底板设计2751057MINTRZAANA79545946139182底板采用方板选用250250方钢板ANA,底板承受实际均布反力20/41596207MNARQ加劲肋将底板分为四块两边支撑板NQAMB105254108MX50211底板厚度MFT626按构造取T20MM2十字节点板及其连接焊缝的计算取十字节点板的厚度T07T底板14MMT20,14MMM128164375AXFFHTT取支座底板与节点板的水平焊缝的总计算长度为2/1956027612045790154MNFHLRLWFW则由于节点板间的竖向焊缝受M,V共同作用KNV851947取C1625141488388MMMNCM1756023801M150,25,M2HFHMLW十字板的高度取22222/16048717617089767NFLHLVWFWFF3确定橡胶垫块的平面尺寸20MAX416095847109MAR构造要求AAB2502504橡胶垫块的厚度设计MDMDNITJ38152243801橡胶垫层的容许见且变形MDU63704TAN网架支座在荷载作用下侧向位移为95MM,沿跨度方向产生最大的温度变形位移LDTU936245012则网架的总侧向位移为U410,所以满足规范要求485341又因为5验算橡胶垫块的压缩位移MDEMNARMM910560384/17920AX6橡胶垫块的抗滑移计算NGAU7189644860U为橡胶垫块与砼或钢板的摩擦系数,钢为02,砼为03RG乘以荷载分项系数09的永久荷载标准值引起的支座反力G橡胶垫块的抗剪弹性模量NRG651378095403所以,故满足要求G0DAU七柱顶圈梁的设计柱顶圈梁的尺寸是200450,柱顶所受网架传的荷载及其本身自重如下图剪力图N弯矩图NMM取跨中的弯矩最大值M7253KNM,剪力最大值V4614KN628S06330145121702537220MAMFBHAFMYCSBSCS选取钢筋为475241BHW由于验算截面件KNBHFVCC7254096152345020所以很有效的防止了斜压破坏。KNBHFT6918/45310而在整个框架体系中VMAX4616KN，所以按照构造配置箍筋。满足。构造配,1680,283MINSVYTSVF其余的截面的配筋计算见表圈梁的抗弯计算位置M0KNM选筋实配面积构造配筋面积1跨中24350050051978221430800180002跨中4097008008316512143080018000支座处51150100114352022062800180003跨中5140010011435202206280018000支座处67400140155934522062800180004跨中7253015016633012206280018000圈梁的抗弯剪计算位置V构造配箍率1支座7378296725118690162支座23529672511869016跨中24229672511869016支座处348296725118690163跨中32329672511869016支座处397296725118690164跨中387296725118690163网架的用钢量分析网架杆件明细表杆件类型杆件截面规格理论长度下料长度数量杆重和重KG1P26043300307013255222369252P3834330030709877923436993P3834330030451877942696994P383433003020407799410325P383433004437477913825696P1483330030701563416283287P410253300307538119613975268P4102533003070121196440606412S02BMVRE201HFCSYCSFBHA010250BHC0BHFT1680,28SV构造配9P410253300302081196288953610P51215533003020261567123040811P2604330030458552134467212P14831167937300349557413P3834116793732779233575414P2604116793780552413779215P2604116791240552201369616P3834116788716779110555717P148311679127234223257618P260411678878552391699219P1483116788783424126420P148333003045123412423621P1483330030201434143752合计11221367673节点用钢细表节点号规格数量单重和重KG1230723885920444222808631469198合计296422支托材料表编号规格下料长度MM数量单重KG和重KG1894100260820828944303034410323895760206081216489671010568568589710401283299846898990187921425678991370201096219288910132010105610569891116501013213210891216006128768总重10784所以总计用钢量为1771935KG,网架平均用钢量为1771935/33/4621162KG/2M34看台框架设计及其裙房设计。341看台结构及其裙房选型框架是由梁、柱构件通过节点连接形成的骨架结构，框架结构的特点是由梁柱承受竖向和水平荷载，墙仅起维护作用。其整体性和抗震性均好于混合结构，而且平面布置灵活，可提供较大的使用空间，也可构成丰富多变的立面造型。使用材料主要为钢筋混凝土。按施工方法可分为现浇框架、装配式框架、装配整体式框架三种。现浇整体式框架包括梁柱板均在现场现浇的全现浇框架和梁柱现浇，板预制的半现浇框架。现浇整体式框架的优点是结构的整体性和抗震性能好，缺点是机械性施工化程度低，模板用钢量大。装配式和装配整体式框架又可以分为预制梁现浇柱式框架，预制梁预制柱式框架等。这类框架的优点是施工方便，机械化程度高，缺点是结构整体性差，抗震性能不好。看台框架是支撑体育馆上部网架