【文章內(nèi)容簡介】 ， b/t=50/=20＜ 31 且 a/t=20/=8＞ 故檁條全截面有效。 ②強度驗算 14 x117120檁條凈截面及應力符號圖y 1yxmaxyM(3)4Mymax(+3y)4y y 1xyyx+1+2 1+2x圖 由于屋面系壓型鋼板與檁條牢固連接，能阻止檁條側(cè)向失穩(wěn)和扭轉(zhuǎn)，故可只對檁條進行強度驗算（ 檁條跨中最大彎矩 maxxM 、 maxyM 引 起的截面正應力符號如上圖所示 ） 根據(jù)公式 m a xm a x1 1 1 1( ) ( )yxxyMM fWW? ? ? ? 公式（ 32） 66m a xm a x1 331 1 1 1 4 . 0 4 1 4 1 0 0 . 2 4 2 2 1 0 1 6 7 . 6( ) ( ) 2 1 . 5 7 1 0 1 2 . 2 8 1 0yxxyMM M P aWW? ? ? ?? ? ? ? ??? 66m a xm a x2 331 2 2 2 4 . 0 4 1 4 1 0 0 . 2 4 2 2 1 0 2 2 5 . 4( ) ( ) 2 1 . 5 7 1 0 6 . 3 6 1 0yxxy MM M P aWW? ? ? ?? ? ? ? ??? 66m a xm a x3 331 3 2 3 4 . 0 4 1 4 1 0 0 . 2 4 2 2 1 0 2 0 7 . 1( ) ( ) 2 1 . 5 7 1 0 1 2 . 2 8 1 0yxxy MM M P aWW? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ??? 63m a xm a x4 331 4 2 4 4 . 0 4 1 4 1 0 0 . 2 4 2 2 1 0 1 4 9 . 3( ) ( ) 2 1 . 5 7 1 0 6 . 3 6 1 0yxxy MM M P aWW? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ??? m a x 4 2 2 5 .4 2 0 5M P a f M P a??? ? ? ? 不滿足要求。 故 截面規(guī)格 C120*50*20* 不合適。 ，再次選擇 C120*60*20*3截面的 C型鋼 作為檁條。 （ 1）截面參數(shù) A(cm2)= e0(cm)= Ix(cm4)= ix(cm)= Wx(cm3)= 15 Iy(cm4)= iy(cm)= Wy1(cm3)= Wy2(cm3)= It(cm4)= Iw(cm6)= （ 2）荷載標準值 恒載： 面板自重 : 檁條自重 : 活載： 屋面活載 : 雪荷載 : 施工荷載 : 1kN 風載： 基本風壓 : 體型系數(shù) ，風壓高度變化系數(shù) 風振系數(shù)為 1；風壓綜合調(diào)整系數(shù) ； 風載標準值： 1 =； 注： 根據(jù) 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》 GB500092020 ， 不上人屋面的屋面均布活荷 載，可不與風荷載和雪荷載同時組合，故活荷載只需考慮雪荷載（ 178。）。 （ 3）荷載組合 恒載： qd= 2+= 活載 ： ql= 2= 風載： qw= 2=工況 1: + 標準值： += kN/m 設計值： q =+= qx=q*= kN/m qy=q*= kN/m 工況 2: + 標準值： +1x（ ） = kN/m 設計值： q =+（ ） = kN/m qx=q*= kN/m qy=q*= kN/m （ 4） 內(nèi)力分析 經(jīng)分析可知，由第一種荷載組合引起的內(nèi)力起控制作用。 對 X 軸， 檁條跨中最大彎矩： Mx=1/= kN m 16 對 Y軸，檁條跨中最大負彎矩： My=1/= kN m （ 5）截面驗算： ①有效截面的計算 根據(jù) GB 50018 規(guī)范規(guī)定， 當 h/b≤ 時 b/t≤ 31 205yf 當 ＜ h/b≤ 時 b/t≤ 205yf h/b=120/60=2＜ ， b/t=60/3=20＜ 31 且 a/t=20/3=＞ 故檁條全截面有效。 ②強度驗算 x117120檁條凈截面及應力符號圖57y 1yxm axyM(3)4Mym ax(+3y)44017y y 1xyyx+1+2 1+2x圖 由于屋面系壓型鋼板與檁條牢固連接，能阻止檁條側(cè)向失穩(wěn)和扭轉(zhuǎn)，故可只對檁條進行強度驗算（ 檁條跨中最大彎矩 maxxM 、 maxyM 引起的截面正應力符號如上圖所 示 ） 根據(jù)公式 m a xm a x1 1 1 1( ) ( )yxxyMM fWW? ? ? ? 66m a xm a x1 331 1 1 1 4 . 0 7 2 6 1 0 0 . 2 4 4 2 1 0 1 2 9 . 4( ) ( ) 2 8 . 4 5 1 0 1 7 . 7 4 1 0yxxyMM M P aWW? ? ? ?? ? ? ? ??? 17 66m a xm a x2 331 2 2 2 4 . 0 7 2 6 1 0 0 . 2 4 4 2 1 0 1 6 8 . 6( ) ( ) 2 8 . 4 5 1 0 9 . 5 9 1 0yxxy MM M P aWW? ? ? ?? ? ? ? ??? 66m a xm a x3 331 3 2 3 4 . 0 7 2 6 1 0 0 . 2 4 4 2 1 0 1 5 6 . 9( ) ( ) 2 8 . 4 5 1 0 1 7 . 7 4 1 0yxxy MM M P aWW? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ??? 63m a xm a x4 331 4 2 4 4 . 0 7 2 6 1 0 0 . 2 4 4 2 1 0 1 1 7 . 7( ) ( ) 2 8 . 4 5 1 0 9 . 5 9 1 0yxxy MM M P aWW? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ??? m a x 4 1 6 8 .6 2 0 5M P a f M P a??? ? ? ? 滿足要求。 ③剛度驗算 4max5384kyxqlEI? ? 公式（ 33） 04545 1 . 5 c o s 3 . 4 3 4 0 0 03 8 4 2 . 0 6 1 0 1 7 0 . 6 8 1 0? ? ?? ? ? ? ? 40001 4 . 2 [ ] 2 6 . 7150m m m m?? ? ? ?滿足要求。 故 檁條選用 C120*60*20*3 截面，材料為 Q235。 檁條平面布置圖： 18 圖 圖 網(wǎng)架 內(nèi)力計算與截面選擇 1. 荷載取值： 恒載 ㎡；活載 ㎡；風載 ㎡。 由空間結(jié)構(gòu)分析設計軟件 MST 進行桿件荷載及其他設計信息導入，對結(jié)構(gòu)的相應的節(jié)點施加作用，利用軟件設計分析。 2. 內(nèi)力計算及截面選擇 內(nèi)力計算及截面選擇采用空間結(jié)構(gòu)分析設計軟件 —— MST2020 程序計算。計算網(wǎng)架自重時，為了安全考慮，使結(jié)構(gòu)在使用過程中具有較大的安全儲備，把檁條自重假定為一個較大值進行前期計算，整個網(wǎng)架重量由計算機計算得出。合肥地區(qū)抗震設計 7度設防，考慮網(wǎng)架自身特點，不考慮計算地震 作用。 為了方便檢查計算模型級計算結(jié)果的正確性，先要明白網(wǎng)架的受力特點；上弦桿大部分桿件主要受壓，支座上方桿件主要受拉，中間部分壓力較大，邊緣部分拉力較小；腹桿即有受拉桿件又有受壓桿件；下弦桿大部分桿件主要受拉，支座附近桿件主要受壓，中間部分拉力較大，邊緣部分壓力較小；由于支座約束設置對稱，所以對稱桿件、對稱支座所受的力也對稱，而且對稱的節(jié)點、對稱支座的位移也對稱。桿件的選擇是由計算 19 機軟件自動優(yōu)選初步得出，同時有根據(jù)有關(guān)規(guī)范（ JGJ72020 空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程 桿件截面最小尺寸應根據(jù)結(jié)構(gòu)的 跨度與網(wǎng)格大小按計算確定，普通角鋼不宜小于 L50x3，鋼管不宜小于Φ 48x3。對大、中跨度空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，鋼管不宜小于Φ 。 ）規(guī)定，以及施工、加工方便等各方面的綜合考慮，對網(wǎng)架結(jié)構(gòu)材料規(guī)格的選擇進一步優(yōu)化、改進而得出最后結(jié)果。下面是軟件的計算結(jié)果： 本工程主要材料類型： Q235 鋼管 荷載組合： 工況 1： *恒 +**max（屋面活，雪荷載） 工況 2： *恒 +*max（屋面活，雪荷載） 工況 3： *恒 +*左風荷載 工況 4： *恒 +*右風荷載 經(jīng) MST 計算，并進一步優(yōu)化所得的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設計材料選擇如下： 表 31 網(wǎng)架桿件材料表 桿件編號 規(guī)格 理論長度 下料長度 數(shù)量 桿重 F1a1 50 1997 1997 584 3507 S1a2 50 2020 2020 325 1955 S1a3 50 2020 2020 263 1582 F2a1 60 1997 1997 16 160 X2a2 60 2020 2020 12 120 A4a1 299 12020 12020 4 6784 總計 1204 14108 20 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的桿件驗算 經(jīng)過在 MST 軟件中建模、荷載和約束信息及工況組合的輸入、結(jié)構(gòu)模型計算等過程，通過計算機算出各種工況下結(jié)構(gòu)受力情況，并通過單元詳細查得上弦、腹桿、下弦在各個工況下的內(nèi)力情況，并選出受力最大桿件進行驗算，進一步確保結(jié)構(gòu)的安全性和經(jīng)濟性。 上弦桿驗算 在 MST 軟件中查得，在上弦桿件中，所受拉力最大的桿和壓力最大的 桿分別是 78號桿和 232 號桿。 1. 壓力最大的桿 （ 1） 單元號： 232 單元長度： 2m （ 2） 截面特性： 材料 Q235 圓管 50* A=373mm2 Ix=105507mm4 Iy=105507mm4 Wx=4220mm4 Wy=4220mm4 Ixy=211014mm4 截面類型： b類 軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)：ψ = 回轉(zhuǎn)半徑： 421 0 5 5 0 7 m mi i i 1 6 . 8 2 m m3 7 3 m mxy IA? ? ? ? ? （ 3） 各工況組合下的軸力 工況一： N= 工況二： N= 工況三： N= 工況四： N= 可見，對于 232 號桿件最大壓力為 。 （ 4） 截面驗 算 ①剛度驗算： 0 20 00 18 00l l mm? ? ? ? 0li?? 式（ 34） 1 8 0 0 m m 1 0 7 [ ] 1 5 01 6 .8 2 m m ?? ? ? ? 故，滿足剛度要求。 ②穩(wěn)定驗算： 由 ?? ，查表得 ?? 則 NA? ?? 式（ 35） 21 3 2221 9 . 2 1 0 1 0 2 . 7 / m m 2 1 5 / m m0 . 5 0 1 3 7 3 m mN N f N?? ? ? ?? 滿足要求。 2. 拉力最大 的桿 （ 1） 單元號： 78 單元長度： 2m （ 2） 截面特性： 材料 Q235 圓管 50* A=373mm2 Ix=105507mm4 Iy=105507mm4 Wx=4220mm4 Wy=4220mm4 Ixy=211014mm4 截面類型： b類 軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)：ψ = 回轉(zhuǎn)半徑： 421 0 5 5 0 7 m mi i i 1 6 . 8 2 m m3 7 3 m mxy IA? ? ? ? ? （ 3）各工況組合下的軸力 工況一： N=63kN 工況二： N= 工況三： N= 工況四： N= 可見，對于 78 號桿件最大拉力為 74kN。 （ 4）截面驗算 ①剛度驗算： 0 20 00 18 00l l mm? ? ? ? 0l 1800m m 107 [ ] 150i m m??? ? ? ? ? 故，滿足剛度要求。 ②強度驗算： 則 3 227 4 . 4 1 0 1 9 9 . 5 / m m3 7 3 m mNN NA? ?? ? ? ??=215N/mm2 滿足要求。 下弦桿驗算 經(jīng) MST 軟件中查得，在下弦桿件中，所受拉力最大的桿和壓力最大的桿分別是 541號桿和 533 號桿。 1. 壓力最大的桿 （ 1） 單元 號： 533 單元長度： 2m （ 2）截面特性： 材料 Q235 圓管 60* A=621mm2 Ix=248849mm4 Iy=278849mm4 Wx=8295mm4 Wy=8295mm4 Ixy=497699mm4 截面類型： b類 軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)：ψ = 22 回轉(zhuǎn)半徑： 422 4 8 8 4 9 m mi i i 2 0 . 0 2 m m6 2 1 m mxy IA? ? ? ? ? （ 3）各工況組合下的軸力 工況一： N