【正文】 支撐方式采用四根鋼柱支撐，支座位于下弦節(jié)點(diǎn)。 網(wǎng)架形式及幾何尺寸：f=。：網(wǎng)架立面圖：網(wǎng)格尺寸： 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)上的作用1. 屋面板自重：178。（預(yù)估值）：178。基本風(fēng)壓w0：查《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB500092012附錄E KN/m178?！?，故本次設(shè)計(jì)風(fēng)振系數(shù)取1。風(fēng)荷載體型系數(shù)ms：查《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB500092012 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 迎風(fēng)面 ωk= w0 bz mz ms 式（21） =（）= KN/m178。(↑)基本雪壓SO： KN/m178。（按荷載規(guī)范不上人屋面選用）： KN/m178。）。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(fēng)荷載 工況4：*恒+*右風(fēng)荷載 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與驗(yàn)算 檁條設(shè)計(jì)采用規(guī)范：《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范 GB 500182002》檁條跨度為4m，檁條間距為2m；檁條跨度不大于4m，故不布置拉條；屋面板采用彩色鋼板波形瓦，178。）。對X軸，檁條跨中最大彎矩： Mx=1/= kNm（5）截面驗(yàn)算： ①有效截面的計(jì)算根據(jù)GB 50018規(guī)范規(guī)定，當(dāng)h/b≤ b/t≤31 式（31a）＜h/b≤ b/t≤ 式（31b）h/b=120/50=＜，b/t=50/=20＜31且 a/t=20/=8＞ 故檁條全截面有效。故 截面規(guī)格C120*50*20*。（1）截面參數(shù)A(cm2)= e0(cm)=Ix(cm4)= ix(cm)=Wx(cm3)=Iy(cm4)= iy(cm)=Wy1(cm3)=Wy2(cm3)= It(cm4)= Iw(cm6)= （2）荷載標(biāo)準(zhǔn)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(fēng)載： 基本風(fēng)壓: ， 風(fēng)振系數(shù)為1；； 風(fēng)載標(biāo)準(zhǔn)值：1=；注：根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB500092012 ，不上人屋面的屋面均布活荷載，可不與風(fēng)荷載和雪荷載同時(shí)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(fēng)載： qw=2=工況1:+標(biāo)準(zhǔn)值：+= kN/m設(shè)計(jì)值：q =+= qx=q*= kN/m qy=q*= kN/m工況2:+ 標(biāo)準(zhǔn)值：+1x（）= kN/m設(shè)計(jì)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。m對Y軸，檁條跨中最大負(fù)彎矩： My=1/= kN②強(qiáng)度驗(yàn)算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(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算（檁條跨中最大彎矩、引起的截面正應(yīng)力符號(hào)如上圖所示）根據(jù)公式 滿足要求。故 檁條選用C120*60*20*3截面，材料為Q235。 由空間結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì)軟件MST進(jìn)行桿件荷載及其他設(shè)計(jì)信息導(dǎo)入，對結(jié)構(gòu)的相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)施加作用，利用軟件設(shè)計(jì)分析。計(jì)算網(wǎng)架自重時(shí)，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(chǔ)備，把檁條自重假定為一個(gè)較大值進(jìn)行前期計(jì)算，整個(gè)網(wǎng)架重量由計(jì)算機(jī)計(jì)算得出。為了方便檢查計(jì)算模型級計(jì)算結(jié)果的正確性，先要明白網(wǎng)架的受力特點(diǎn)；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??；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(shè)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(diǎn)、對稱支座的位移也對稱。對大、中跨度空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。下面是軟件的計(jì)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(fēng)荷載 工況4： *恒+*右風(fēng)荷載 經(jīng)MST計(jì)算，并進(jìn)一步優(yōu)化所得的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)材料選擇如下：表31網(wǎng)架桿件材料表?xiàng)U件編號(hào)規(guī)格理論長度下料長度數(shù)量桿重F1a150199719975843507S1a250200020003251955S1a350200020002631582F2a1601997199716160X2a2602000200012120A4a1299120001200046784總計(jì)120414108 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的桿件驗(yàn)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(jì)算等過程，通過計(jì)算機(jī)算出各種工況下結(jié)構(gòu)受力情況，并通過單元詳細(xì)查得上弦、腹桿、下弦在各個(gè)工況下的內(nèi)力情況，并選出受力最大桿件進(jìn)行驗(yàn)算，進(jìn)一步確保結(jié)構(gòu)的安全性和經(jīng)濟(jì)性。1. 壓力最大的桿（1） 單元號(hào)：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：（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。 ②穩(wěn)定驗(yàn)算： 由，查表得 則 式（35） 滿足要求。（4）截面驗(yàn)算 ①剛度驗(yàn)算： 故，滿足剛度要求。 下弦桿驗(yàn)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(hào)桿和533號(hào)桿。（4）截面驗(yàn)算 ①剛度驗(yàn)算： 故，滿足剛度要求。2. 拉力最大的桿（1）單元號(hào)：541 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：（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。②強(qiáng)度驗(yàn)算： 則?=215N/mm滿足要求。1. 壓力最大的桿（1）單元號(hào)：1036 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= 回轉(zhuǎn)半徑：（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。②穩(wěn)定驗(yàn)算： 由，查表得 則?=215N/mm 滿足要求。（4）截面驗(yàn)算 ①剛度驗(yàn)算： 故，滿足剛度要求。 焊接球節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)1. 本次結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的節(jié)點(diǎn)形式采用焊接空心球節(jié)點(diǎn)連接形式，鋼球及桿件所用材料均為Q235鋼，焊條為E43系列型焊條，手工焊接。根據(jù)構(gòu)造要求，無需在空心球內(nèi)設(shè)環(huán)形加筋肋。（2） 鋼管桿件與空心球的連接焊縫計(jì)算下弦桿與空心球的連接，腹桿與空心球的連接，均采用完全焊透的坡口對接焊縫連接，此時(shí)視焊縫與母材等強(qiáng)度，不必進(jìn)行焊縫的強(qiáng)度計(jì)算。根據(jù)構(gòu)造要求，無需在空心球內(nèi)設(shè)環(huán)形加筋肋。（3） 鋼管桿件與空心球的連接焊縫計(jì)算下弦桿與空心球的連接，腹桿與空心球的連接，均采用完全焊透的坡口對接焊縫連接，此時(shí)視焊縫與母材等強(qiáng)度，不必進(jìn)行焊縫的強(qiáng)度計(jì)算。m Wnx=Wny=1146799mm4則左邊為 滿足要求。2） 懸臂構(gòu)件和未考慮二階效應(yīng)的無支撐純框架個(gè)弱支撐框架柱，=。m W1x=1146799mm4 式左 f=215N/mm23. 剛度驗(yàn)算經(jīng)MST單元詳細(xì)功能查得剛度滿足要求。查規(guī)范得鋼柱的容許撓度為，故滿足要求。m（3）計(jì)算所需參數(shù)基地承載力特征值Fk(kPa): 寬度地基承載力特征值修正系數(shù) ηb: 深度地基承載力特征值修正系數(shù) ηd: 基底以下土的重度(或浮重度) γ(kN/m3): 基底以上土的加權(quán)平均重度 γm(kN/m3): （+）/2=承載力修正用基礎(chǔ)埋置深度 d(m): 22．按地基持力層承載力計(jì)算基地尺寸（1）地基承載力深度修正 fa = fak＋ηd(d－) 式（310） =180+（） =由于基礎(chǔ)埋深范圍內(nèi)沒有地下水，hw= 式（311）得底面寬度為： 取b=。（2）考慮荷載偏心，將基底面積初步增大40%，由 式（312） 取基底長短邊之比n=l/b=2，于是由 式（313） 式（314） 取b= l= nb ==因b=3m，故fa無需作寬度修正。2=基底處的總力矩： Mk=73+m偏心距： e=Mk/（Fk+Gk）=l/6=