游泳館設計計算書

1、游泳館設計 游泳館設計計算書一、設計工程名稱： 三層單跨封閉式游泳館設計二、設計資料1. 工程地點：海南省?？谑?，設計使用年限:50年2. 工程規(guī)模：三層單跨封閉式游泳館，采用正放四角錐網架，網架橫向跨度150m，縱向跨度67.5m；厚度2.7m;網架鉸支于鋼筋混凝土柱上；采用焊接球節(jié)點；場館分為跳水館、游泳館兩部分，跳水館柱距為7.5m，游泳館柱距為7.5m，兩館之間柱距22.5m；屋面離地面高度約為15.7m。3. 自然條件：查建筑結構荷載規(guī)范GB-5009 2012可知，海南省?？谑谢撅L壓為0.75kN/m2，基本雪壓為0kN/m2。查建筑抗震設計規(guī)范GB-50011 2010可知，海

2、南省海口市抗震設防烈度為8度，設計基本地震加速度值為0.30g，地面粗糙度為B類，場地類別為類。4. 材料選用 網架鋼材采用碳素結構鋼GB/T700-2006規(guī)定的Q345B鋼。 焊條采用碳鋼焊條GB/51117-1999中規(guī)定的E50型焊條。 螺栓采用性能等級為8.8級高強螺栓。焊接空心球節(jié)點采用Q345B鋼。 網架支托及其連接桿件均采用Q390鋼。 鋼管型號選用熱軋型鋼GB/T 706-2008中的焊接鋼管或無縫鋼管。 混凝土等級為C40。5. 結構及各組成構建形式 網架形式：正放四角錐網架。 屋面板：選用型號為HWB2.5-1的雙向預應力CRC網架板，其具體參數(shù)如下：標志尺寸：2500&

3、#215;2500mm2，網架板尺寸：2480×2480×120mm3，自重：0.8kN/m2 允許均布荷載代表值：2.00kN/m2，承載能力設計值：2.54kN/m2,長期允許撓度：L/200，裂縫控制等級：三級，最大裂縫寬度0.2。本屋面板為重屋面板。三、屋架形式的選定和結構平面布置1.屋架形式和幾何尺寸 網架起拱由于網架的剛度較大，對于大跨度網架結構（跨度等于或大于60m）,起拱高度取不大于短向跨度的1/300，本設計采用正放四角錐網架網架，忽略起拱高度。 允許撓度用作屋蓋時，網架結構的允許不應超過L2/250,其中L2為網架短向跨度，本設計取0.27m。 網架自重

4、網架自重gok可按下式估算：gok=qwL2/200其中，qw=除網架自重以外的屋面荷載標準值，kN/m2L2=網架的短向跨度，m=系數(shù)，對于型鋼網架，取1.2四、內力計算1.基本荷載計算網架自重恒荷載： gok=qwL2200=1.20.12+0.5×67.52000.4kN/m2 （本設計依據(jù)3D3S軟件自行計算網架自重為準）吊掛荷載： 根據(jù)經驗取0.3kN/m2（下弦）屋面板恒荷載： HWB2.5-1的雙向預應力CRC網架板，板厚120mm，有效寬度2500mm，則屋面板與檁條的自重為0.9kN/m2。雪荷載： 基本雪壓為0kN/m2風荷載： 由于本設計是輕屋面，故需考慮風吸力

5、的影響。由資料可得基本風壓為0.75kN/m2，查建筑結構荷載規(guī)范GB-5009 2012，風振系數(shù)z=1.2。對于遠海海面和海島的15.7m游泳館，風壓高度變化系數(shù)可按B 類粗糙度類別，由等差法計算的風壓高度變化系數(shù)z=1.54；由下圖可知風荷載體型系數(shù)s取-0.6。 圖1 封閉式雙坡屋面風荷載體形系數(shù)計算圖考慮荷載組合：1.0恒載+1.4風荷載（風吸力）溫度荷載： 全年溫度差值為20，無負溫度增量活荷載： 從資料可知，不上人屋面活荷載為0.50kN/m2。地震荷載： 抗震設防烈度為8度，設計基本地震加速度值為0.30g，場地類別為類，利用3D3S軟件自行進行計算。則除去網架自重外的永久荷載

6、標準值為0.9kN/m2（上弦），吊掛荷載取0.3kN/m2（下弦），活載標準值為0.5kN/m2。2.荷載組合1. 基本組合：工況1：1.0恒載+1.0活荷載 2. 由可變荷載效應控制的組合： 工況2：1.2恒載+ 1.4活荷載 工況3：1.2恒載+ 1.4風荷載 工況4：1.2恒載+ 1.4溫度荷載 工況5：1.2恒載+1.4活荷載+1.4×0.6風荷載 工況6：1.2恒載+1.4×0.7活荷載+1.4風荷載 工況7：1.0恒載+1.4風荷載 工況8：1.2恒載+1.4風荷載+1.4×0.6溫度荷載 工況9:1.2恒載+1.4×0.6風荷載+1.4溫

7、度荷載 工況10：1.2恒載+1.4×0.7活荷載+1.4風荷載+1.0×0.6溫度荷載  工況11：1.2恒載+1.4活荷載+1.4×0.6風荷載+1.0×0.6溫度荷載 工況12:1.2恒載+1.4×0.7活荷載+1.4×0.6風荷載+1.0溫度荷載 工況13：1.2恒載+1.2×0.5活荷載+1.3水平地震荷載  工況14：1.2恒載+1.4×0.7活荷載+1.0溫度荷載 3. 由永久荷載效應控制的組合 工況15：1.35恒載+ 1.4×0.7活荷載 工況16：1.35恒載+1.

8、4×0.7活荷載+1.4×0.6風荷載 工況17：1.35恒載+1.4×0.7活荷載+1.0×0.6溫度荷載 工況18：1.35恒載+1.4×0.7活荷載+1.4×0.6風荷載+1.0×0.6溫度荷載 五、設計驗算網架結構為高次超靜定結構，采用3D3S軟件進行內力分析。網架桿件均為軸心受力桿件，因此按照鋼結構設計規(guī)范GB50017-2003中規(guī)定的計算方法進行計算。1上弦桿件強度和穩(wěn)定性計算（1）最大受拉桿件強度計算取上弦最大內力組合下受拉應力最大桿件進行計算，經3D3S軟件內力分析可得，上弦最大拉應力產生于結構左側跨中部分

9、，最大受力桿件D4-3的內力為1317.16kN.鋼材強度f=350N/mm2。查空間網格結構技術規(guī)程（JGJ 7-2010）可知，網架結構體系受拉桿件的容許長細比=300。桿件幾何長度l=2500mm, 查空間網格結構技術規(guī)程（JGJ 7-2010）可知，對于網架結構體系焊接空心球連接的弦桿及支座腹桿，計算長度l0=0.9×l=0.9×2500=2250mm。需截面積ANf=1317160350=3764mm2桿件D4-3選用桿件截面為159×12的熱軋無縫鋼管與電焊鋼管，其截面積為A=5541mm2,回轉半徑i=52.1mm,顯然滿足強度要求。=l0i=225

10、052.1=44<=300可見剛度亦滿足要求，且截面選取偏大。（2）最大受壓桿件強度計算取上弦最大內力組合下受壓應力最大桿件進行計算，經3D3S軟件內力分析可得，上弦最大壓應力產生于結構中部跨中部分，最大受力桿件D3-10的內力為-440.19kN.鋼材強度f=350N/mm2。查空間網格結構技術規(guī)程（JGJ 7-2010）可知，網架結構體系受壓桿件的容許長細比=180。桿件幾何長度l=2500mm, 查空間網格結構技術規(guī)程（JGJ 7-2010）可知，對于網架結構體系焊接空心球連接的弦桿及支座腹桿，計算長度l0=0.9×l=0.9×2500=2250mm。查鋼結構設

11、計規(guī)范GB50017-2003 可知，圓鋼管屬于a類截面，=l0i=225046.1=48.8，fy235=48.8350235=59.6,使用等差法查詢并計算出穩(wěn)定性系數(shù)=0.884。需截面積ANf=4401900.884×350=1423mm2桿件D3-10選用桿件截面為140×10的熱軋無縫鋼管與電焊鋼管，其截面積為A=4084mm2,回轉半徑i=46.1mm,顯然滿足強度要求。=44<=180,可見剛度亦滿足要求，且截面選取偏大。2.腹桿桿件強度和穩(wěn)定性計算（1）最大受拉桿件強度計算取腹桿最大內力組合下受拉應力最大桿件進行計算，經3D3S軟件內力分析可得，腹桿

12、最大拉應力產生于網架與支座連接處部分，最大受力桿件D3-15的內力為539.92kN.鋼材強度f=350N/mm2。查空間網格結構技術規(guī)程（JGJ 7-2010）可知，網架結構體系受拉桿件的容許長細比=300。桿件幾何長度l=3227mm, 查空間網格結構技術規(guī)程（JGJ 7-2010）可知，對于網架結構體系焊接空心球連接的弦桿及支座腹桿，計算長度l0=0.9×l=0.9×3227=2904.3mm。需截面積ANf=539920350=1543mm2桿件D4-3選用桿件截面為140×10的熱軋無縫鋼管與電焊鋼管，其截面積為A=4084mm2,回轉半徑i=46.1m

13、m,顯然滿足強度要求。=l0i=2904.346.1=63<=300,可見剛度亦滿足要求，且截面選取偏大。（2）最大受壓桿件強度計算取上弦最大內力組合下受壓應力最大桿件進行計算，經3D3S軟件內力分析可得，上弦最大壓應力產生于結構中部跨中部分，最大受力桿件D2-26的內力為-87.44kN.鋼材強度f=350N/mm2。查空間網格結構技術規(guī)程（JGJ 7-2010）可知，網架結構體系受壓桿件的容許長細比=180。桿件幾何長度l=3227mm, 查空間網格結構技術規(guī)程（JGJ 7-2010）可知，對于網架結構體系焊接空心球連接的弦桿及支座腹桿，計算長度l0=0.9×l=0.9&#

14、215;3227=2904.3mm。查鋼結構設計規(guī)范GB50017-2003 可知，圓鋼管屬于a類截面，=l0i=2904.329.9=97.1，fy235=97.1350235=118.5,使用等差法查詢并計算出穩(wěn)定性系數(shù)=0.443。需截面積ANf=874400.443×350=564mm2桿件D2-26選用桿件截面為88.5×4的熱軋無縫鋼管與電焊鋼管，其截面積為A=1062mm2,回轉半徑i=29.9mm,顯然滿足強度要求。=97.1<=180,可見剛度亦滿足要求，且截面選取偏大。3.下弦桿件強度和穩(wěn)定性計算（1）最大受拉桿件強度計算取下弦最大內力組合下受拉應

15、力最大桿件進行計算，經3D3S軟件內力分析可得，下弦最大拉應力產生于結構中部跨中部分，最大受力桿件D4-1的內力為1360.61kN.鋼材強度f=350N/mm2。查空間網格結構技術規(guī)程（JGJ 7-2010）可知，網架結構體系受拉桿件的容許長細比=300。桿件幾何長度l=2500mm, 查空間網格結構技術規(guī)程（JGJ 7-2010）可知，對于網架結構體系焊接空心球連接的弦桿及支座腹桿，計算長度l0=0.9×l=0.9×2500=2250mm。需截面積ANf=1360610350=3888mm2桿件D4-3選用桿件截面為159×12的熱軋無縫鋼管與電焊鋼管，其截面

16、積為A=5541mm2,回轉半徑i=52.1mm,顯然滿足強度要求。=l0i=225052.1=44<=300,可見剛度亦滿足要求，且截面選取偏大。（2）最大受壓桿件強度計算取下弦最大內力組合下受壓應力最大桿件進行計算，經3D3S軟件內力分析可得，下弦最大壓應力產生于結構中部跨中部分，最大受力桿件D3-4的內力為-428.6kN.鋼材強度f=350N/mm2。查空間網格結構技術規(guī)程（JGJ 7-2010）可知，網架結構體系受壓桿件的容許長細比=180。桿件幾何長度l=2500mm, 查空間網格結構技術規(guī)程（JGJ 7-2010）可知，對于網架結構體系焊接空心球連接的弦桿及支座腹桿，計算長

17、度l0=0.9×l=0.9×2500=2250mm。查鋼結構設計規(guī)范GB50017-2003 可知，圓鋼管屬于a類截面，=l0i=225046.1=48.8，fy235=48.8350235=59.6,使用等差法查詢并計算出穩(wěn)定性系數(shù)=0.884。需截面積ANf=4286000.884×350=1386mm2桿件D3-4選用桿件截面為140×10的熱軋無縫鋼管與電焊鋼管，其截面積為A=4084mm2,回轉半徑i=46.1mm,顯然滿足強度要求。=44<=180,可見剛度亦滿足要求，且截面選取偏大。4. 焊接球節(jié)點強度驗算空心球的鋼材采用國家標準低合

18、金高強度結構鋼GB/T 1591 規(guī)定的Q345-B 鋼。產品質量應符合現(xiàn)行行業(yè)標準鋼網架焊接球節(jié)點JG11 的規(guī)定。（1） 不加肋焊接空心球節(jié)點驗算當空心球直徑為120900mm 時，其受壓和受拉承載力設計值NR(N)可按下式計算： NR=0(0.29+0.54dD）tdf其中，D 空心球外徑（mm）； t 空心球壁厚（mm）； d 與空心球相連的主鋼管桿件的外徑（mm）； f 鋼材的抗拉強度設計值（N/mm2）；0大直徑空心球節(jié)點承載力調整系數(shù)。當空心球直徑500mm時，0=1.0 ；當空心球直徑>500mm 時，0=0.9。取不加肋焊接空心球節(jié)點5，節(jié)點位置如下圖節(jié)點5選用WS22

19、06型號的焊接球，直徑d=220mm，壁厚t=6mm，空間網格結構技術規(guī)程（JGJ 7-2010）規(guī)定，網架和雙層網殼空心球的外徑與壁厚之比宜取2545，空心球外徑與主鋼管外徑之比宜取2.43.0。dt=2206=37, d=22088.5=2.49，滿足構造要求。焊接球節(jié)點承載力NR=00.29+0.54dDtdf=1.0×0.29+0.54×88.5220××220×310 =108.68kN節(jié)點內力分析圖如下：（a） 1號桿件強度驗算(i) 焊接球強度驗算1號桿件截面為48×3.5熱軋無縫鋼管與電焊鋼管，桿件內力為8kN<

20、108.68kN，符合強度要求。(ii) 焊縫強度驗算桿件與焊接球鏈接強度應按軸心受力的對接焊縫計算:焊縫計算長度lw=48mm,E50焊條焊縫抗拉強度設計值ftw=310N/mm2鋼管厚度tw=3.5mm 焊縫抗拉強度=Nlwtw=800048×3.5=47.62N/mm2ftw=310N/mm2，顯然滿足強度要求。（b） 2號桿件強度驗算(i) 焊接球強度驗算2號桿件截面為48×3.5熱軋無縫鋼管與電焊鋼管，桿件內力為6.8kN<108.68kN，符合強度要求。(ii) 焊縫強度驗算桿件與焊接球鏈接強度應按軸心受力的對接焊縫計算:焊縫計算長度lw=48mm,E50

21、焊條焊縫抗拉強度設計值ftw=310N/mm2鋼管厚度tw=3.5mm 焊縫抗拉強度=Nlwtw=680048×3.5=40.48N/mm2ftw=310N/mm2，顯然滿足強度要求。（c） 3號桿件強度驗算(i) 焊接球強度驗算3號桿件截面為48×3.5熱軋無縫鋼管與電焊鋼管，桿件內力為1.5kN<108.68kN，符合強度要求。(ii) 焊縫強度驗算桿件與焊接球鏈接強度應按軸心受力的對接焊縫計算:焊縫計算長度lw=48mm,E50焊條焊縫抗拉強度設計值ftw=310N/mm2鋼管厚度tw=3.5mm 焊縫抗拉強度=Nlwtw=150048×3.5=8.9

22、3N/mm2ftw=310N/mm2，顯然滿足強度要求。（d） 4號桿件強度驗算(i) 焊接球強度驗算4號桿件截面為48×3.5熱軋無縫鋼管與電焊鋼管，桿件內力為8.2kN<108.68kN，符合強度要求。(ii) 焊縫強度驗算桿件與焊接球鏈接強度應按軸心受力的對接焊縫計算:焊縫計算長度lw=48mm,E50焊條焊縫抗拉強度設計值ftw=310N/mm2鋼管厚度tw=3.5mm 焊縫抗拉強度=Nlwtw=820048×3.5=48.81N/mm2ftw=310N/mm2，顯然滿足強度要求。（e） 5號桿件強度驗算(i) 焊接球強度驗算5號桿件截面為88.5×

23、4熱軋無縫鋼管與電焊鋼管，桿件內力為-16.8kN<-108.68kN，符合強度要求。(ii) 焊縫強度驗算桿件與焊接球鏈接強度應按軸心受力的對接焊縫計算:焊縫計算長度lw=88.5mm,E50焊條焊縫抗壓強度設計值ftw=310N/mm2鋼管厚度tw=4mm 焊縫抗壓強度=Nlwtw=1680088.5×4=47.46N/mm2ftw=310N/mm2，顯然滿足強度要求。（f） 6號桿件強度驗算(i) 焊接球強度驗算6號桿件截面為48×3.5熱軋無縫鋼管與電焊鋼管，桿件內力為17.1kN<108.68kN，符合強度要求。(ii) 焊縫強度驗算桿件與焊接球鏈接強

24、度應按軸心受力的對接焊縫計算:焊縫計算長度lw=48mm,E50焊條焊縫抗拉強度設計值ftw=310N/mm2鋼管厚度tw=3.5mm 焊縫抗拉強度=Nlwtw=1710048×3.5=101.79N/mm2ftw=310N/mm2，顯然滿足強度要求。（g） 7號桿件強度驗算(i) 焊接球強度驗算7號桿件截面為88.5×4熱軋無縫鋼管與電焊鋼管，桿件內力為-6.7kN<108.68kN，符合強度要求。(ii) 焊縫強度驗算桿件與焊接球鏈接強度應按軸心受力的對接焊縫計算:焊縫計算長度lw=88.5mm,E50焊條焊縫抗壓強度設計值ftw=310N/mm2鋼管厚度tw=4

25、mm 焊縫抗壓強度=Nlwtw=670088.5×4=18.93N/mm2ftw=310N/mm2，顯然滿足強度要求。（h） 8號桿件強度驗算(i) 焊接球強度驗算8號桿件截面為88.5×4熱軋無縫鋼管與電焊鋼管，桿件內力為10.5kN<108.68kN，符合強度要求。(ii) 焊縫強度驗算桿件與焊接球鏈接強度應按軸心受力的對接焊縫計算:焊縫計算長度lw=88.5mm,E50焊條焊縫抗拉強度設計值ftw=310N/mm2鋼管厚度tw=4mm 焊縫抗拉強度=Nlwtw=1680088.5×4=29.66N/mm2ftw=310N/mm2，顯然滿足強度要求。（2

26、） 加肋焊接空心球節(jié)點驗算對加肋的空心球，當僅承受軸力或軸力與彎矩共同作用但以軸力為（ m0.8）且軸力方向和加肋方向一致時，其承載力可乘以加肋空心球承載力提高系數(shù)d，受壓球取d=1.4，受拉球取d=1.1。取不加肋焊接空心球節(jié)點10，節(jié)點位置如下圖節(jié)點10選用WSR3510型號的焊接球，直徑d=350mm，壁厚t=10mm，空間網格結構技術規(guī)程（JGJ 7-2010）規(guī)定，網架和雙層網殼空心球的外徑與壁厚之比宜取2545，空心球外徑與主鋼管外徑之比宜取2.43.0。dt=35010=35, d=35088.5=2.49，滿足構造要求。焊接球節(jié)點受拉承載力NRt=d00.29+0.54dDtd

27、f =1.1×1.0×0.29+0.54×88.5220××220×310 =119.55kN焊接球節(jié)點受壓承載力NRn=d00.29+0.54dDtdf =1.4×1.0×0.29+0.54×88.5220××220×310 =152.15kN節(jié)點內力分析圖如下：（a） 1號桿件強度驗算(i) 焊接球強度驗算1號桿件截面為48×3.5熱軋無縫鋼管與電焊鋼管，桿件內力為9.9kN<119.55kN，符合強度要求。(ii) 焊縫強度驗算桿件與焊接球鏈接強度應按軸

28、心受力的對接焊縫計算:焊縫計算長度lw=48mm,E50焊條焊縫抗拉強度設計值ftw=310N/mm2鋼管厚度tw=3.5mm 焊縫抗拉強度=Nlwtw=990048×3.5=58.93N/mm2ftw=310N/mm2，顯然滿足強度要求。（b） 2號桿件強度驗算(i) 焊接球強度驗算2號桿件截面為48×3.5熱軋無縫鋼管與電焊鋼管，桿件內力為4.8kN<119.55kN，符合強度要求。(ii) 焊縫強度驗算桿件與焊接球鏈接強度應按軸心受力的對接焊縫計算:焊縫計算長度lw=48mm,E50焊條焊縫抗拉強度設計值ftw=310N/mm2鋼管厚度tw=3.5mm 焊縫抗拉

29、強度=Nlwtw=480048×3.5=28.57N/mm2ftw=310N/mm2，顯然滿足強度要求。（c） 3號桿件強度驗算(i) 焊接球強度驗算3號桿件截面為48×3.5熱軋無縫鋼管與電焊鋼管，桿件內力為15kN<119.55kN，符合強度要求。(ii) 焊縫強度驗算桿件與焊接球鏈接強度應按軸心受力的對接焊縫計算:焊縫計算長度lw=48mm,E50焊條焊縫抗拉強度設計值ftw=310N/mm2鋼管厚度tw=3.5mm 焊縫抗拉強度=Nlwtw=1500048×3.5=89.29N/mm2ftw=310N/mm2，顯然滿足強度要求。（d） 4號桿件強度驗

30、算(i) 焊接球強度驗算4號桿件截面為48×3.5熱軋無縫鋼管與電焊鋼管，桿件內力為6.5kN<119.55kN，符合強度要求。(ii) 焊縫強度驗算桿件與焊接球鏈接強度應按軸心受力的對接焊縫計算:焊縫計算長度lw=48mm,E50焊條焊縫抗拉強度設計值ftw=310N/mm2鋼管厚度tw=3.5mm 焊縫抗拉強度=Nlwtw=650048×3.5=38.69N/mm2ftw=310N/mm2，顯然滿足強度要求。（e） 5號桿件強度驗算(i) 焊接球強度驗算5號桿件截面為88.5×4熱軋無縫鋼管與電焊鋼管，桿件內力為-21.15kN<-152.15kN

31、，符合強度要求。(ii) 焊縫強度驗算桿件與焊接球鏈接強度應按軸心受力的對接焊縫計算:焊縫計算長度lw=88.5mm,E50焊條焊縫抗壓強度設計值ftw=310N/mm2鋼管厚度tw=4mm 焊縫抗壓強度=Nlwtw=2115088.5×4=59.75N/mm2ftw=310N/mm2，顯然滿足強度要求。（f） 6號桿件強度驗算(i) 焊接球強度驗算6號桿件截面為48×3.5熱軋無縫鋼管與電焊鋼管，桿件內力為21.03kN<119.55kN，符合強度要求。(ii) 焊縫強度驗算桿件與焊接球鏈接強度應按軸心受力的對接焊縫計算:焊縫計算長度lw=48mm,E50焊條焊縫抗

32、拉強度設計值ftw=310N/mm2鋼管厚度tw=3.5mm 焊縫抗拉強度=Nlwtw=2103048×3.5=123.18N/mm2ftw=310N/mm2，顯然滿足強度要求。（g） 7號桿件強度驗算(i) 焊接球強度驗算7號桿件截面為88.5×4熱軋無縫鋼管與電焊鋼管，桿件內力為-7.7kN<108.68kN，符合強度要求。(ii) 焊縫強度驗算桿件與焊接球鏈接強度應按軸心受力的對接焊縫計算:焊縫計算長度lw=88.5mm,E50焊條焊縫抗壓強度設計值ftw=310N/mm2鋼管厚度tw=4mm 焊縫抗壓強度=Nlwtw=770088.5×4=21.75

33、N/mm2ftw=310N/mm2，顯然滿足強度要求。（h） 8號桿件強度驗算(i) 焊接球強度驗算8號桿件截面為88.5×4熱軋無縫鋼管與電焊鋼管，桿件內力為12.29kN<108.68kN，符合強度要求。(ii) 焊縫強度驗算桿件與焊接球鏈接強度應按軸心受力的對接焊縫計算:焊縫計算長度lw=88.5mm,E50焊條焊縫抗拉強度設計值ftw=310N/mm2鋼管厚度tw=4mm 焊縫抗拉強度=Nlwtw=1229088.5×4=34.72N/mm2ftw=310N/mm2，顯然滿足強度要求。5.支座節(jié)點設計驗算以支座類型號為1且受軸向壓力最大的支座節(jié)點為例進行計算，

34、設計要求按照空間網格結構技術規(guī)程（JGJ 7-2010）所規(guī)定的要求設計，計算按照鋼結構設計規(guī)范GB50017-2003所規(guī)定的計算方法進行計算。（1） 已知條件支座類型號： 1，采用十字加勁板支托支座，每塊兒分割區(qū)域設置一道M48錨栓。底板寬度：ab340.0mm支座設計高度：H=350mm支座球半徑大小：r0=250mm底板設計厚度：t18mm立板及筋板厚度：t026mm底板螺栓孔徑：D53mm支座受軸向最大壓力：Rn608.717kN支座水平方向剪力：Vn231.695kNQ345鋼厚度在1635mm之間，鋼材抗壓強度設計值：f295N/mm2加肋板與立板對接焊縫高度：hf1=31mm支

35、座底板與節(jié)點板和垂直加勁肋的水平連接角焊縫，焊角尺寸hf2=8mmC40混凝土計算柱的軸心抗壓強度設計值：fc=19.1N/mm2加勁板寬度：e (a-t0)/2= (340-26)/2=157mm立板與筋板計算高度：h0H-r0-t-t0=350mm底板螺栓孔的面積：A04××(D/2)2=8826mm2（2） 支座底板厚度及立板、筋板厚度驗算：底板凈面積：Apb=a×b-A0=340×340-8826=106774mm2Rnfc=60871719.1=31870mm2混凝土柱的分布反力：c=Rn÷Apb=608717÷106774

36、=5.7N/mm2fc=19.1N/mm2故底板尺寸符合要求。底板兩相鄰支撐板的對角線長度：a1(a-t0)/2)2+(b-t0)/222=222mmb1為支座底板中心到a1的垂直距離；b1(a-t0)2×(b-t0)2a1=111mma1b1=0.5故彎矩系數(shù)：=0.06底板彎矩：Mmax×c×a1216863N·mm底板厚度：tpb3Mmaxf=3×16863295=13.1mm故底板厚度符合要求。支座節(jié)點板厚度 t 0.7×tpb=9.2mm立板厚度符合要求。（3） 支座節(jié)點板間焊縫計算： 一般取支座底板的0.7倍計算。 雙面焊

37、縫計算：根據(jù)碳鋼焊條GB/51117-1999規(guī)定，對于焊縫寬度在1635mm，E50焊條對接焊縫，抗壓強度設計值fcw=295 N/mm2，抗剪強度設計值fvw=170 N/mm2。垂直加勁肋與支座立板的垂直角焊縫的計算長度：lw=h0-20=80mm每條焊縫承受偏心彎矩：M(Rn×1000)4×e2=119460.71N·mm 每條焊縫承受剪力：V(Rn×1000)4=152179.25kN在偏心矩M作用下垂直于焊縫的正應力：M6M2×0.7×hf1×lw2=6×119460.712×0.7×

38、;31×802=258.05N/mm2<fcw=295 N/mm2在剪力V作用下平行于焊縫的剪應力：vV2×0.7×hf1×lw=152179.252×0.7×31×80=43.83N/mm2<fvw=170 N/mm2按照材料力學第四強度理論，對接焊縫某一點同時受到較大剪應力和正應力作用時，應驗算該點的折算應力=M2-3v2=258.052-3×43.832=246.63 N/mm21.1fcw=324.5 N/mm2焊縫高度符合要求。（4） 支座底板與節(jié)點板和垂直加勁肋的水平連接焊縫計算：每塊加勁板

39、與底板之間的連接焊縫長度：L=e-20×2=274mm在Rn作用下垂直于焊縫的正應力：f=Rn4÷0.7×hf2×L=6087174÷0.7×8×274=99.18N/mm2fcw=295 N/mm2在剪力Vn作用下垂直于角焊縫的剪應力：v=Vn4÷0.7×hf2×L=2316954÷0.7×8×274=37.75N/mm2fvw=170 N/mm2=f2-v2=99.182-37.752=91.71 N/mm21.1fcw=324.5 N/mm2焊腳尺寸符合要求。

40、（5） 錨栓抗剪承載力驗算8.8級高強螺栓抗剪強度設計值fvb=250N/mm2, 底板承壓強度設計值fcb=295N/mm2栓桿承受剪力：Vn=231.695kN栓桿抗剪承載力設計值：Nvb=nv4d2fvb=1×4×482×250=452.39kN孔壁承壓承載力設計值： Ncb=dt·fcb=48×18×3×295=764.64kN則單栓抗剪承載力設計值：Nminb=452.39kN>Vn=231.695kN錨栓抗剪承載力符合要求。5. 格構柱強度與穩(wěn)定驗算6. 階梯型獨立杯口基礎設計1.幾何參數(shù)柱截面信息：采用：

41、寬bc(mm)×長hc(mm): 500 × 350 基礎寬Bx(mm)×長度By(mm)： 2400× 1600 第1階幾何參數(shù)(mm):階梯高度 h1：300 mm 1階上距離 A1u: 400mm 1階下距離 A1d: 400mm 1階左距離 B1l: 600mm 1階右距離 B1r: 600mm第2階幾何參數(shù)(mm):階梯高度 h2：350 mm 2階上距離 A2u: 400mm 2階下距離 A2d: 400mm 2階左距離 B2l: 600mm 2階右距離 B2r: 600mm2.材料參數(shù)基礎混凝土等級：C40 抗拉強度ft_b=1.71N/m

42、m2 抗壓強度fc_b=19.10N/mm2柱子混凝土等級：C40 抗拉強度ft_c=1.71N/mm2 抗壓強度fc_c=19.10N/mm2鋼筋等級：HPB335fy=300.00N/mm23.計算信息結構重要性系數(shù): o=1.0基礎埋深: dh=1.500m縱筋合力點至近邊距離: as=40mm基礎及其上覆土的平均容重: =18.000kN/m3最小配筋率: min=0.150%基礎底面積: A=Bx*By=2.400×1.600=3.840m2底板配筋計算高度: ho=h1+h2+h3-as=0.650-0.040=0.610m上部土體重度: Gk=*Bx*By*dh=18.

43、000×2.400×1.600×1.500=103.680kN G=1.35*Gk=1.35×103.680=139.97kN二、驗算結果一覽 驗算項 數(shù)值 限值 結果 軸心荷載作用下地基承載力 0.829 最大1.00 滿足 偏心荷載作用下地基承載力 1.195 最大291.12 滿足 x1方向柱對基礎的剪切驗算1 無需驗算 滿足 x2方向柱對基礎的剪切驗算2 無需驗算 滿足 y1方向柱對基礎的剪切驗算1 無需驗算 滿足 y2方向柱對基礎的剪切驗算2 無需驗算 滿足 h2變階處x方向沖切驗算 0.436 最大1.00 滿足 h2變階處y方向沖切驗算 0

44、.093 最大1.00 滿足 局部承壓驗算 無需驗算 滿足 X方向配筋驗算 750.000 最大904.78 滿足 Y方向配筋驗算 750.000 最大904.78 滿足 三、工況組合內力 組合 N Mx My Vx Vy Mdx Mdy基本組合1 824.61 23.51 2.87 1.59 -125.66 105.19 3.90基本組合2 413.26 9.99 1.05 0.58 -51.07 43.19 1.43基本組合3 548.96 -14.00 10.55 -1.35 -247.52 146.89 9.67基本組合4 670.47 18.44 2.19 1.21 -97.71 8

45、1.95 2.98基本組合5 521.38 13.54 1.53 0.85 -70.67 59.48 2.08基本組合6 751.89 4.05 7.89 0.05 -215.58 144.18 7.92基本組合7 657.08 -10.45 11.03 -1.09 -267.12 163.18 10.32基本組合8 340.54 -9.47 6.07 -0.96 -140.99 82.17 5.45基本組合9 394.82 -19.07 9.87 -1.73 -219.57 123.65 8.75基本組合10 597.76 -1.02 7.21 -0.33 -187.63 120.94 7.

46、00基本組合11 448.66 -5.92 6.55 -0.69 -160.59 98.46 6.10基本組合12 502.94 -15.51 10.35 -1.47 -239.17 139.95 9.39基本組合13 742.27 135.56 2.12 11.06 -97.46 198.91 9.31基本組合14 730.42 -94.34 2.84 -8.31 -121.84 -15.14 -2.56基本組合15 745.22 22.60 -7.52 1.60 51.54 -10.90 -6.48基本組合16 727.48 18.62 12.48 1.15 -270.84 194.67

47、13.23基本組合17 301.57 6.92 0.69 0.38 -34.79 29.53 0.94基本組合18 862.04 24.29 2.94 1.63 -129.46 108.44 4.00基本組合19 707.91 19.22 2.26 1.25 -101.51 85.20 3.07基本組合20 810.10 10.39 6.52 0.53 -193.69 136.29 6.86基本組合21 655.96 5.32 5.84 0.15 -165.74 113.05 5.94 組合 N Mx My Vx Vy Mdxk Mdyk標準組合1 668.79 18.99 2.31 1.28

48、 -101.38 84.89 3.14標準組合2 374.97 9.33 1.01 0.56 -48.10 40.59 1.37標準組合3 471.89 -7.81 7.80 -0.82 -188.42 114.66 7.27標準組合4 558.69 15.37 1.82 1.01 -81.42 68.29 2.48標準組合5 452.19 11.87 1.35 0.75 -62.10 52.23 1.84標準組合6 616.85 5.09 5.90 0.18 -165.61 112.74 6.02標準組合7 549.12 -5.27 8.14 -0.63 -202.43 126.31 7.7

49、3標準組合8 323.03 -4.57 4.60 -0.54 -112.33 68.44 4.25標準組合9 361.80 -11.42 7.31 -1.09 -168.46 98.08 6.60標準組合10 506.75 1.47 5.41 -0.09 -145.65 96.14 5.35標準組合11 400.25 -2.03 4.94 -0.35 -126.33 80.08 4.71標準組合12 439.02 -8.89 7.65 -0.90 -182.46 109.71 7.07標準組合13 618.18 105.60 1.79 8.59 -82.00 158.90 7.37標準組合14

50、 609.07 -71.25 2.35 -6.30 -100.75 -5.76 -1.75標準組合15 620.44 18.70 -5.62 1.32 32.62 -2.50 -4.76標準組合16 606.80 15.64 9.76 0.98 -215.37 155.63 10.40標準組合17 374.97 9.33 1.01 0.56 -48.10 40.59 1.37標準組合18 635.69 17.90 2.17 1.20 -95.38 79.90 2.95標準組合19 525.59 14.28 1.68 0.93 -75.41 63.30 2.28標準組合20 583.75 4.0

51、0 5.75 0.10 -159.61 107.75 5.82標準組合21 473.65 0.38 5.26 -0.17 -139.64 91.15 5.15修正后的地基承載力特征值:fa=242.60 kPa 四、驗算地基承載力控制組合：標準組合11. 驗算軸心荷載作用下地基承載力pk=(Fk+Gk)/A=(669+103.68)/3.84=201.16kPa因o*pk=1×201.16=201.16kPafa=242.60kPa軸心荷載作用下地基承載力滿足要求。2. 驗算偏心荷載作用下的地基承載力因 Mdyk=0 Pkmax_x=Pkmin_x=(Fk+Gk)/A=(668.79+103.68)/3.84)=201.16kPaeyk=Mdxk/(Fk+Gk)=84.89/(668.79+103.68)=0.11m因 |eyk| By/6=0.267m, y方向小偏心Pkmax_y=(Fk+Gk)/A+6*|M