网架结构设计毕业设计

1、网架结构设计目录目录.4摘要及关键词.6abstract and keywords.7第一章 前言.8第2章 基本资料.9第3章 结构设计与设计验算.10 1、设计资料.10 2、网架的形式及几何尺寸.10 3、檩条设计.11 4、梁的设计.14 5、网架内力计算和界面选择.16 6、网架杆件、挠度、节点验算.44 7、混凝土梁、柱及柱下独立基础部分设计.59 8、小结.71第4章 小结与体会.71谢词.72参考文献.73附录（文献翻译）.74摘要及关键词摘要：本次毕业设计是昆明某体育馆设计，包括建筑初步设计和结构设计两部分内容。其中建筑初步设计部分：依据公共建筑设计原理，参照优秀的篮球馆设计

2、实例，通过查询各种建筑设计的资料，结合本次毕业设计的相关要求，对此次设计的篮球场馆及相关的辅助部分进行合理的建筑方案选择，使本设计能充分发挥出篮球场馆的使用价值。结构设计部分：通过查阅资料和相关规范选择相关的材料，计算出相应的荷载。篮球馆屋架网架利用3d3s9.0软件进行建模。整理分析得出的数据并且进行相关的验算，最终确定了安全、可行、经济的结构模式。关键词：建筑初步设计，结构设计，网架结构，构件验算 abstract and keywordsabstract : the graduation project is the design of a basketball gymnasium in

3、 kunming city, including architectural design of the initial and structural design two parts. part of architectural design :based on design principles of public buildings, reference to good examples of stadium facilities, through the data access a variety of architectural design , combining the rele

4、vant requirements of graduation , make sports venues and related auxiliary parts of the design of rational. make the design can give full play to the value of sports venues.part of structural design : through access to information and related specifications to select materials, calculate the corresp

5、onding load . 3d3ssoftware used to model grid. analysis of the data, and do some checking-related, ultimately determine the safety, feasibility, and economic structure.keywords: spatial latticed truss structure design, architecture design, structural design, bar and node calculation, component check

6、ing第一章 前言一、建筑布局：本设计为昆明某篮球场馆，商场屋架部分为了满足功能上的要求采用大跨空间结构形式。主体部分为单层，分三个篮球场；有设置厕所；这种布局方式功能分区明确，空间组合关系明晰，室内外环境相互联系有机结合，有利于商场的管理和满足防火要求，并且提高了商场处理紧急情况的能力。与此同时，在空间大小、形状、朝向、通风、日照、采光等问题上，设计时均按有关设计规范做了相应的考虑。二、装饰工程设计为了满足观众的视觉要求，柱子采用h型钢柱，墙体为：内部装饰工程不设置内墙，以便人流的畅通与采光；外墙设计为二四墙、采用耐火砖，内墙用双飞粉和乳胶漆涂面、外墙采用墙面砖贴面，地梁采用钢筋混凝土浇筑。

7、三、屋面保温排水设计篮球场部分建筑屋面采用单层压型钢板，它既可以承受风雪荷载又可以满足保温隔热和排水要求。压型钢板铺设于檩条上，檩条再与起坡用的小立柱形成整体空间桁架。屋架采用前后双坡天沟排水，设有雨落管。四、设计构思在设计时主要考虑了以下几方面：第一，建筑的功能要求。首先设计应满足篮球场的使用要求。第二，建筑的安全性。第三、建筑的美观性。建筑设计时要考虑建筑物的使用群体，所以在建筑的装饰装修时，建筑除了满足建筑物的使用功能外，其装饰装修应体现出建筑风格。第二章 基本资料1. 设计主要依据：钢结构设计规范gb500172003民用建筑设计通则jgj3787屋面工程技术规范gb503452004

8、建筑设计防火规范gb500162006体育建筑设计规范jgj3120032.本地区气象条件和工程地质条件1、气象条件： 1) 气温.最低月平均8.2，最热月平均19.9，最低-5.4； 2) 相对湿度.最冷月66%，最热月82%； 3) 降雨量.年总量968.6mm，日最大量135.3mm，小时最大量53.1mm。2.、抗震设防要求： 场地地震基本烈度：8度；抗震设防烈度：8度；设计基本地震加速度：0.02g。3. 工程基本概况：本工程为篮球馆，建设地点位于昆明市，屋盖结构为平板网架结构，下部支撑体系为钢筋混凝土框架结构体系，建筑层数1层，建筑高度15.8m。4. 建筑结构的安全等级和设计使用

9、年限建筑结构的安全等级：二级设计合理使用年限：50年建筑抗震设防类别：丙类地基基础设计等级：丙类第三章 结构设计与设计验算1. 设计资料该网架设计采用平面网架结构，网架尺寸为54000mm36000mm，网架采用正方四角锥形式，支撑方式采用周边支撑，支座位于上弦节点。屋面排水坡度为，屋面板为压型钢板，网架所用的杆件材料为q235钢。2. 网架的形式和几何尺寸（1） 网架高度：f=2.25m。（2） 网格尺寸：上下弦杆网格尺寸均为3000mm3000mm。（3） 网架平面布置图如下： 檩条级梁的布置图（部分）：檩条的计算简图：由于角度很小，计算时刻不考虑。（1） 屋面板：采用冷弯薄壁型钢，型号为

10、：yx130-300-600，厚度为：10mm，重量：13.54kg/=0.133kn/。（2） 檩条采用冷弯拨壁槽钢，檩条跨度3m，檩距1.5m. 檩条选择：c13050202.5 截面面积：a=5.98c 重量m=4.70kg/m 截面抵抗矩：x =21.57cm3回转半径：i=4.65cm; i=1.87cm（3）荷载计算 屋面板何在（压型钢板）：0.133kn/1.5m=0.20kn/m 檩条自重：4.70kg/m9.810kn/kg=0.046kn/m 屋面活荷载（不上人屋面）：0.5kn/1.5m=0.75kn/m 基本雪压（25，=1.0）:0.5kn/（由于昆明地区近年来雪荷载

11、增大，为了建筑物的安全取为0.5kn/）。 雪荷载：1.00.5kn/1.5m=0.75kn/m （雪荷载与活荷载取较大值考虑，0.75kn/m） 基本风压：0.3kn/ 风荷载：=zszo=-0.60.740.30= -0.133kn/ 施工荷载：1.0kn/m2 （不与风荷载、雪荷载同时考虑） 荷载组合 标准值： 设计值： （4） 强度设计： 满足要求 （5）稳定验算：由于压型钢板与檩条可靠连接，构造见大样详图，屋面能阻止檩条侧向失稳和扭转，故不需要验算此项。 （6）刚度验算： c型截面檩条：，满足要求。（7）构造要求： （8） 施工阶段强度验算： 此时由屋面传来的活载为检修集中荷载，其中

12、标准值为0.1kn 均布荷载设计值： 集中荷载设计值： （9）风荷载验算： 满足要求。4、 梁的计算 梁的计算简图： （1）梁的截面选择： 选用热轧h型钢hw1251256.59 截面面积：30.31cm2 重量为：23.8kg/m 自重标准值：23.8kg/m9.8n/kg=0.233kn/m 截面惯性矩：ix=847cm4 ， iy=294cm4 截面抵抗矩：wx=136cm3（2） 梁的内力计算: a、抗弯强度验算： 受压翼缘的自由外伸宽度59.25mm 梁的间距为3m，则传到梁的集中荷载： 工字型刚截面的截面塑性发展系数，取 满足要求。 b、抗剪强度验算： 中和轴以上或以下截面对中和轴

13、的面积矩： 则： . 满足要求。 c、腹板局部压应力验算： 集中荷载增大系数：； 集中荷载作用处沿跨度方向的分布长度：a=60mm； 集中荷载按扩散到腹板计算高度上边缘的假定分布长度： 集中荷载作用于梁端： 所以： 满足要求。 d、刚度验算： 梁的刚度按正常使用极限状态下，荷载标准值引起的最大挠度 来计算。 满足要求。 e、整体稳定性验算： 由于h型钢梁跨中无侧向支撑点，l1=3000mm，所以 ，所以不需要进行梁的整体稳定性验算。5、 网架内力计算和截面选择 （1） 恒载0.3kn/；活载0.5kn/；风载0.3kn。由3d3s软件进行杆件导荷载，施加到相应的节点上。（2）内力计算及截面选择

14、内力计算及截面选择采用同济大学开发的钢结构设计软件3d3s9.0程序计算。计算网架自重时，考虑到螺栓球节点的用钢量约占总用钢量的20%，故取螺栓球节点的重量为网架总重量的20%，整个网架重量由计算机计算得出。昆明地区8度设防，考虑网架自身特点，考虑计算地震作用。由于昆明地区昼夜温差大的原因，由温度应力或者网架变形内力引起的支座位移，通过释放不同的位置的不同方向的支座约束，把此应力释放掉，允许支座可以有位移。支座上的其他约束为刚性约束。约束释放的前提是要保证约束条件满足结构要求，不然计算无解。为了方便检查计算模型级计算结果的正确性，先要明白网架的受力特点；上弦杆受压，中间部分压力较大，边猿部分拉

15、力较小；腹杆即有受拉杆件又有受压杆件；由于支座约束设置不对称，所以对称杆件、对称支座所受的力也不对称，而且对称的节点、对称支座的位移也不对称。杆件的选择是由计算机软件自动优选得出，下面是软件的计算结果：本工程主要荷载组合：材料：q235钢（3） 荷载组合： 1.35恒载+1.400.70活载工况1 1.20恒载+1.40活载工况1 1.00恒载+1.40活载工况1 1.20恒载+1.40风载工况2 1.00恒载+1.40风载工况2 1.20恒载+1.40活载工况1+1.400.60风载工况2 1.00恒载+1.40活载工况1+1.400.60风载工况2 1.20恒载+1.400.70风载工况1

16、+1.40风载工况2 1.00恒载+1.400.70活载工况1+1.40风载工况2 1.20恒载+1.200.50活载工况1+1.30水平地震+1.30竖向地震 1.00恒载+1.000.50活载工况1+1.30水平地震+1.30竖向地震 1.20恒载+1.200.50活载工况1+1.400.20风载工况2+1.30水平地震+1.30竖向地震 1.00恒载+1.000.50活载工况1+1.400.20风载工况2+1.30水平地震+1.30竖向地震 1.20恒载轴力 n 最大的前 10 个单元的内力 (单位：m,kn,kn.m)序号单元号组合号组合序位置轴力n剪力q2剪力q3扭矩m弯距m2弯距m

17、31771610.000401.50.00.00.00.00.02760610.000401.50.00.00.00.00.03749610.000399.50.00.00.00.00.04782610.000399.50.00.00.00.00.05772610.000389.10.00.00.00.00.06761610.000389.10.00.00.00.00.07759610.000389.10.00.00.00.00.08770610.000389.10.00.00.00.00.09750610.000386.60.00.00.00.00.010783610.000386.60.0

18、0.00.00.00.0轴力 n 最小的前 10 个单元的内力 (单位：m,kn,kn.m)序号单元号组合号组合序位置轴力n剪力q2剪力q3扭矩m弯距m2弯距m31349610.000-168.50.00.00.00.00.02348610.000-168.50.00.00.00.00.03337610.000-167.60.00.00.00.00.04361610.000-167.60.00.00.00.00.05336610.000-167.60.00.00.00.00.06360610.000-167.60.00.00.00.00.07325610.000-160.50.00.00.00

19、.00.08373610.000-160.50.00.00.00.00.09324610.000-160.50.00.00.00.00.010372610.000-160.50.00.00.00.00.0 （4）组合位移“x向位移”最大的前 10 个节点位移表 （单位：mm）序号节点号组合号组合序号x向位移y向位移z向位移位移平方和13736112.70.2-9.816.023556112.7-0.2-9.816.033916111.80.6-9.215.043376111.8-0.6-9.215.053546111.5-0.5-29.832.063726111.50.5-29.832.073

20、906110.71.5-27.930.083366110.7-1.5-27.930.094096110.31.0-8.013.1103196110.3-1.0-8.013.1“y向位移”最大的前 10 个节点位移表 （单位：mm）序号节点号组合号组合序号x向位移y向位移z向位移位移平方和145461-0.112.3-10.816.32455610.112.3-10.816.3345361-0.212.1-10.716.24456610.212.1-10.716.2545261-0.311.8-10.415.86457610.311.8-10.415.8745161-0.611.5-9.815.

21、28458610.611.5-9.815.2945061-0.810.9-9.014.210459610.810.9-9.014.2“z向位移”最大的前 10 个节点位移表 （单位：mm）序号节点号组合号组合序号x向位移y向位移z向位移位移平方和11110.00.00.00.022110.00.00.00.033110.00.00.00.044110.00.00.00.055110.00.00.00.066110.00.00.00.077110.00.00.00.088110.00.00.00.099110.00.00.00.01010110.00.00.00.0“合位移”最大的前 10 个节

22、点位移表 （单位：mm）序号节点号组合号组合序号x向位移y向位移z向位移位移平方和112461-0.00.0-88.188.1212361-0.20.0-87.687.63125610.20.0-87.687.6436461-0.51.1-86.986.95365610.51.1-86.986.9634661-0.5-1.1-86.986.97347610.5-1.1-86.986.9812261-0.20.0-85.985.99126610.20.0-85.985.91036361-1.51.1-85.885.8“x向位移”最小的前 10 个节点位移表 （单位：mm）序号节点号组合号组合序号

23、x向位移y向位移z向位移位移平方和135661-12.70.2-9.816.0233861-12.7-0.2-9.816.0337461-11.80.6-9.215.0432061-11.8-0.6-9.215.0535761-11.50.5-29.832.0633961-11.5-0.5-29.832.0737561-10.71.5-27.930.0832161-10.7-1.5-27.930.0939261-10.31.0-8.013.11030261-10.3-1.0-8.013.1“y向位移”最小的前 10 个节点位移表 （单位：mm）序号节点号组合号组合序号x向位移y向位移z向位移位

24、移平方和125661-0.1-12.3-10.816.32257610.1-12.3-10.816.3325561-0.2-12.1-10.716.24258610.2-12.1-10.716.2525461-0.3-11.8-10.415.86259610.3-11.8-10.415.8725361-0.6-11.5-9.815.28260610.6-11.5-9.815.2925261-0.8-10.9-9.014.210261610.8-10.9-9.014.2“z向位移”最小的前 10 个节点位移表 （单位：mm）序号节点号组合号组合序号x向位移y向位移z向位移位移平方和112461-

25、0.00.0-88.188.1212361-0.20.0-87.687.63125610.20.0-87.687.6436461-0.51.1-86.986.95365610.51.1-86.986.9634661-0.5-1.1-86.986.97347610.5-1.1-86.986.9812261-0.20.0-85.985.99126610.20.0-85.985.91036361-1.51.1-85.885.8各效应组合下最大支座反力设计值(单位：kn、kn.m)节点号控制组合号组合序号nxnynzmxmymz1nx最大6119.619.6-24.60.00.00.0ny最大6119

26、.619.6-24.60.00.00.0nz最大1417.47.4-9.50.00.00.0mx最大1115.115.1-19.10.00.00.0my最大1115.115.1-19.10.00.00.0mz最大1115.115.1-19.10.00.00.0合力最大6119.619.6-24.60.00.00.0nx最小1417.47.4-9.50.00.00.0ny最小1417.47.4-9.50.00.00.0nz最小6119.619.6-24.60.00.00.0mx最小1115.115.1-19.10.00.00.0my最小1115.115.1-19.10.00.00.0mz最小11

27、15.115.1-19.10.00.00.02nx最大6133.2-31.822.00.00.00.0ny最大14112.7-12.38.20.00.00.0nz最大6133.2-31.822.00.00.00.0mx最大1125.7-24.717.00.00.00.0my最大1125.7-24.717.00.00.00.0mz最大1125.7-24.717.00.00.00.0合力最大6133.2-31.822.00.00.00.0nx最小14112.7-12.38.20.00.00.0ny最小6133.2-31.822.00.00.00.0nz最小14112.7-12.38.20.00.0

28、0.0mx最小1125.7-24.717.00.00.00.0my最小1125.7-24.717.00.00.00.0mz最小1125.7-24.717.00.00.00.03nx最大6126.7-58.231.10.00.00.0ny最大14110.3-22.511.70.00.00.0nz最大6126.7-58.231.10.00.00.0mx最大1120.8-45.224.00.00.00.0my最大1120.8-45.224.00.00.00.0mz最大1120.8-45.224.00.00.00.0合力最大6126.7-58.231.10.00.00.0nx最小14110.3-22.

29、511.70.00.00.0ny最小6126.7-58.231.10.00.00.0nz最小14110.3-22.511.70.00.00.0mx最小1120.8-45.224.00.00.00.0my最小1120.8-45.224.00.00.00.0mz最小1120.8-45.224.00.00.00.04nx最大6119.1-85.742.70.00.00.0ny最大1417.4-33.216.20.00.00.0nz最大6119.1-85.742.70.00.00.0mx最大1114.9-66.733.00.00.00.0my最大1114.9-66.733.00.00.00.0mz最大

30、1114.9-66.733.00.00.00.0合力最大6119.1-85.742.70.00.00.0nx最小1417.4-33.216.20.00.00.0ny最小6119.1-85.742.70.00.00.0nz最小1417.4-33.216.20.00.00.0mx最小1114.9-66.733.00.00.00.0my最小1114.9-66.733.00.00.00.0mz最小1114.9-66.733.00.00.00.05nx最大6113.1-132.053.90.00.00.0ny最大1415.1-51.320.60.00.00.0nz最大6113.1-132.053.90.

31、00.00.0mx最大1110.2-102.841.80.00.00.0my最大1110.2-102.841.80.00.00.0mz最大1110.2-102.841.80.00.00.0合力最大6113.1-132.053.90.00.00.0nx最小1114.8-64.326.10.00.00.0ny最小6113.1-132.053.90.00.00.0nz最小1415.1-51.320.60.00.00.0mx最小1110.2-102.841.80.00.00.0my最小1110.2-102.841.80.00.00.0mz最小1110.2-102.841.80.00.00.06nx最大

32、618.3-160.066.90.00.00.0ny最大1413.3-62.325.70.00.00.0nz最大618.3-160.066.90.00.00.0mx最大116.5-124.751.90.00.00.0my最大116.5-124.751.90.00.00.0mz最大116.5-124.751.90.00.00.0合力最大618.3-160.066.90.00.00.0nx最小1112.3-78.232.70.00.00.0ny最小618.3-160.066.90.00.00.0nz最小1413.3-62.325.70.00.00.0mx最小116.5-124.751.90.00.

33、00.0my最小116.5-124.751.90.00.00.0mz最小116.5-124.751.90.00.00.07nx最大1224.2-137.352.20.00.00.0ny最大1411.4-83.031.40.00.00.0nz最大613.4-212.281.10.00.00.0mx最大112.7-165.663.10.00.00.0my最大112.7-165.663.10.00.00.0mz最大112.7-165.663.10.00.00.0合力最大613.4-212.281.10.00.00.0nx最小111-0.3-104.639.90.00.00.0ny最小613.4-21

34、2.281.10.00.00.0nz最小1411.4-83.031.40.00.00.0mx最小112.7-165.663.10.00.00.0my最小112.7-165.663.10.00.00.0mz最小112.7-165.663.10.00.00.08nx最大1224.9-146.557.20.00.00.0ny最大1411.7-89.034.50.00.00.0nz最大614.2-226.889.00.00.00.0mx最大113.3-177.169.30.00.00.0my最大113.3-177.169.30.00.00.0mz最大113.3-177.169.30.00.00.0合力

35、最大614.2-226.889.00.00.00.0nx最小111-0.1-112.443.90.00.00.0ny最小614.2-226.889.00.00.00.0nz最小1411.7-89.034.50.00.00.0mx最小113.3-177.169.30.00.00.0my最小113.3-177.169.30.00.00.0mz最小113.3-177.169.30.00.00.09nx最大1223.6-150.257.90.00.00.0ny最大1410.8-91.735.10.00.00.0nz最大612.0-233.390.40.00.00.0mx最大111.6-182.370.

36、40.00.00.0my最大111.6-182.370.40.00.00.0mz最大111.6-182.370.40.00.00.0合力最大612.0-233.390.40.00.00.0nx最小111-1.2-116.244.90.00.00.0ny最小612.0-233.390.40.00.00.0nz最小1410.8-91.735.10.00.00.0mx最小111.6-182.370.40.00.00.0my最小111.6-182.370.40.00.00.0mz最小111.6-182.370.40.00.00.010nx最大1022.3-141.254.30.00.00.0ny最大1410.0-92.435.30.00.00.0nz最大610.0-235.190.80.00.00.0mx最大110.0-183.770.70.00.00.0my最大110.0-183.770.70.00.00.0mz最大110.0-183.770.70.00.00.0合力最大610.0-235.190.80.00.00.0nx最小131-2.