多功能活動中心計算書

摘要多功能文化中心是小區(qū)舉行活動的重要場所，是整個小區(qū)的標志性建筑。本文包括三個部分，建筑部分，結構部分，基礎部分，其中以結構部分為重點，結構部分包括屋蓋結構的設計和鋼筋混凝土框架設計。本次設計采用了大跨空間結構。大跨空間結構是一種具有很大覆蓋面的新型結構，它具有剛度大，抗震性能好的特點，在這眾多的結構形式中，正放四角錐網架應用的很廣泛。網架結構是由焊接鋼管和焊接空心球組成，網架結構采用輕型屋面材料作為屋頂，這樣就減輕了屋面荷載，達到了節(jié)省鋼材的目的。網架結構還具有輕質高強、美觀等優(yōu)點，而這一系列的優(yōu)點剛好滿足了多功能活動中心的要求。網架結構的計算也伴隨著計算機的發(fā)展和軟件的更新得到了簡化。計算模型的建立更加符合實際情況，所以計算結果更加的精確。本次設計中采用了四角錐網架結構來滿足設計和使用的要求。關鍵詞大跨空間結構、正方四角錐網架ABSTRACTTHEVERSATILECENTERISAVERYIMPORTPLACEWHICHWOULDHOLDSOMESPIRITUALACTIVITIESITISTHESYMBOLEOFTHEBLOCKTHEREARETHREEPARTSINTHETHESIS,ARCHITECTUREPART,THESTRUCTUREANDTHEBASEMENTDESIGNAMONGTHESEPARTS,THESTRUCTUREDESIGNISMOREIMPORTANTWHICHINCLUDETHEROOFDESIGNANDTHEREINFORCEDCONCRETEFRAMEDESIGNINTHISDESIGN,WEUSETHELARGESPANSPACESTRUCTURELAGESPANSPACESTRUCTUREISANEWSTRUCTURESYSTEMWHICHHASLAGECOVERAGEITHASTHECHARACTERISTICOFLARGESPECIALRIGIDITYANDGOODANTISEISMUCAPACITYINTHESESTRUCTUREFORMS,THEPYRAMIDALSPACEGRIDSISUSEDMOREWIDELYTHANOTHERSSPATIALGRIDSTRUCTUREISMADEUPOFWELDINGTUBEANDWELDINGHOLLOWBALL,WHICHUSESLIGHTROOFINGMATERIALASTHEROOFSYSTEMTHEREFOREITCANNOTONLYREDUCETHELOADOFTHEROOFSYSTEM,BUTALSOSAVETHEEXPENSEOFTHEWHOLEDESIGNMOREEVER,ITHASTHEMERITSOFLIGHTWEIGHTBUTHIGHSTRENGTHANDBEAUTY,WHICHFITSTHEMEETSOFCONSTRUCTINGTHEVERSATILECENTERWELLWITHTHEDEVELOPMENTOFTHECOMPUTERANDTHECONTINUOUSUPGRADEOFTHESOFWARE,THECALCULATIONOFSPATIALGRIDSTRUCTUREHASBEENSIMPLIFIEDTHUSTHERESULTSOFCALCULATIONAREMOREACCURATE,PEOPLEWILLAPPLYTHECONCLUSIONSTOTHEPROJECTWITHOUTTOOMUCHMODIFICATIONINTHISDESIGNWEADOPTPYRAMIDALSPACEGRIDSTOMEETTHEDEMANDOFTHEPROJECTKEYWORDSLARGESPANSPACESTRUCTURE、PYRAMIDALSPACEGRIDS目錄摘要1第1章緒論611課題背景612空間結構概論613網架的發(fā)展614本文主要研究內容6141設計項目簡介7142設計基本要求7143設計條件7144項目內容7145設計內容7146本文結構8147參考資料8第2章建筑設計921緒論9211我國的建筑方針922設計任務9221建筑設計9222結構設計9223基礎設計923功能分析10231人流路線分析10232房間功能要求10233防火分析11234看臺設計11235體育館音質設計12236體育館照明設計1224結構選型1225立面設計1326剖面設計13第3章建筑結構設計1431結構概述1432結構方案14321結構方案比較14322結構體系1533屋蓋結構15331網格尺寸及網架高度15332檁條16333網架設計1834看臺框架設計及其裙房設計。39341看臺結構及其裙房39342截面尺寸估算39343荷載計算40344結構最不利組合57345結構配筋計算58第4章地基基礎的計算設計7041概述7042柱下獨立基礎的計算70421地基承載力的確定70422柱下獨立基礎的沉降計算87結論94總結與體會95致謝97參考文獻98附錄99第1章緒論11課題背景隨著社會生產力的發(fā)展,人們物質生活的提高,故而對精神文明的發(fā)展提出了更高要求,而作為現代社會小區(qū),其功能已不僅僅是遮風擋雨,安身立命之所,更是人們休閑娛樂,人際交往的場所這就要求小區(qū)必須一人為本,最大限度的滿足人們在舒適、方便、安全、審美、健康、體現自我價值等方面的需求，創(chuàng)造出一個良好、合理、優(yōu)美的居住環(huán)境，提高人們的生活品質，而在小區(qū)建造一個多功能活動中心就能夠在很大成都上滿足,住戶進行娛樂休閑的需求,從而提高人們生活品質作為大型建筑,其功能決定了要采用大跨空間結構,為了凸顯活動中心在整個小區(qū)的標志性建筑,甚至給整個城市增添一絲亮麗,其建筑造型是相當重要的12空間結構概論空間結構的主要特點是能夠充分利用不同材料的特性,以適應各種造型的變化由于空間結構不僅具有空間受力合理,重量輕,造價低,以及形式活波新穎,能夠突出人類藝術創(chuàng)造的特點13網架的發(fā)展平板網架結構在大跨結構中占有重要的組成部分，其原因在于空間剛度大，用才經濟，工廠預制、現場安裝、施工方便等優(yōu)點。而現在國內外常采用平面桁架體系、四角錐體系網架和三角錐體系網架。而網架結構的支承也分為周邊支承、點支承、周邊支承和點支承結合、三邊或兩邊支承、單邊支承等情況。盡管網架的結構形式眾多，但是我們可以根據建筑平面的形狀和跨度大小、網架的支撐形式、荷載大小、屋面結構和材料、制作安裝方法等，結合實用和經濟的原則區(qū)綜合分析確定。一般情況應選擇幾個方案經優(yōu)化設計而確定。在優(yōu)化設計中，不能單純的考慮耗鋼量，應考慮桿件與節(jié)點間的造價差別、屋面材料及其維護結構費用。安裝費用、結構的整體剛度、網架的外觀效果等綜合經濟指標。對于周邊支承情況的矩形平面，當其邊長比小于或者等于15時，宜選用斜放四角錐網架、棋盤形四角錐網架、正放抽空四角錐網架，也可以考慮選用兩相正交斜放網架、兩相正交正放網架。正放四角錐網架耗鋼量較其他網架的成本高，但桿件的標準化程度比其他網架好，結構的整體剛度及網架的外觀效果好，是目前比較常采用的一種網架形式。對于中小型跨度，也可以選用星型四角錐和蜂窩形三角錐網架。當邊長比大于15時，宜選用兩相正交正放網架、正放四角錐網架和正放抽空四角錐網架。當平面狹長時，可采用單向折線形網架。14本文主要研究內容本設計為多功能活動中心,采用正放四角錐網架組成首先要進行屋面構件的計算,包括屋面板,檁條,桿件,球節(jié)點求桿件的內力采用的是SAP2000進行計算,然后通過手算來進行桿件的驗算然后進行旁邊裙房的驗算,在本設計中,取了標準跨和非標準跨進行計算,采用的是PKPM計算,然后通過手算來驗算柱,梁并看手算配筋和PKPM出的差距最后進行基礎的驗算,在此次設計中,驗算了7根柱,計算了5個柱的基礎的設計和及其相應的沉降,由于選取模型的關系,在考慮相鄰荷載的影響時,取了兩個柱進行驗算,考慮了在此種情況下的地基的沉降141設計項目簡介本次設計擬在哈爾濱市某小區(qū)建造一多功能活動中心,本工程項目是集文藝娛樂活動、集會、小型展示活動、健身活動于一體,建筑面積3800左右,建筑類別2M為二類建筑142設計基本要求1認真貫徹“適用,經濟,安全,美觀”的設計原則。2進一步掌握建筑設計內容,方法和步驟,充分考慮影響設計各種因素。3明確和運用有關的建筑設計和結構設計規(guī)范和規(guī)定4了解和運用有關設計規(guī)范和規(guī)程。5明確建筑與結構關系，正確選擇結構形式，合理布置結構6掌握一種大跨度鋼結鋼結構的計算方法和構造要求7掌握使用PKPM軟件進行結構計算，掌握基礎結構的計算。8認真繪制設計圖和編寫說明書、計算書。143設計條件建筑場地環(huán)境見地段圖，地勢平坦。土壤冰凍深度2M，主導風向西南。地質，地下水情況正常。城市集中供熱，給排水與市政管網聯網。144項目內容1能容納200名左右的集會廳兼文藝活動2小型展示活動室,健身房,閱覽室3群眾用房休息室,衛(wèi)生間,更衣室,飲水室,服務間4設備,管理用房燈光音響控制,配電,庫房,辦公等145設計內容擬完成工作包括1建筑設計總平面圖包括主題建筑,停車,道路綠化、平面圖、剖面圖、立面圖、剖面詳圖。2結構設計結構布置圖,鋼屋蓋施工圖、下部結構施工圖3基礎設計基礎平面布置圖,基礎設計配筋圖。146本文結構本文主要有三部分組成,第一章緒論第二章建筑設計第三章結構設計147參考資料1辦公建筑設計規(guī)范JGJ6789,北京中國建筑工業(yè)出版社,19901房屋建筑制圖統(tǒng)一標準GB500012001,建筑制圖標準等,北京中國建筑工業(yè)出版設,20022建筑結構可靠度統(tǒng)一標準GB500682001,北京中國建筑工業(yè)出版設20023建筑設計防火規(guī)范（GBJ161987）中華人民共和國建設部，20014體育館建筑結構選型及工程實錄，中國建筑工業(yè)出版社5建筑地基基礎設計規(guī)范GB500072002,中國建筑工業(yè)出版設20026張毅剛薛家鐸范峰楊慶山，大跨空間結構，機械工業(yè)出版社7房屋建筑學北京科學出版社20028結構概念和體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章建筑設計21緒論211我國的建筑方針建筑設計必須結合我國實際情況，貫徹國家制定的方針，即“適用，安全，經濟，美觀”的方正。適用是指恰當的確定建筑面積、合理的布局、必需的技術設備、良好的設施以及保溫、隔熱、隔聲的環(huán)境。安全是指結構的安全度，建筑物耐火等級及防火設計，建筑物的耐久年限等。經濟主要指經濟效益。它包括節(jié)約建筑造價，降低能源消耗，縮短建筑周期，降低運輸維修和管理費用等。既要注意建筑物本身的經濟效益，又要注意建筑物的設計社會和環(huán)境的綜合效益。美觀是在適用，安全，經濟的前提下，將建筑美和環(huán)境美作為設計依據和內容，搞好室內外環(huán)境設計，為人民創(chuàng)造良好的工作和生活條件。政策中還提出對待不同建筑物，不同環(huán)境，有不同的美觀要求。22設計任務221建筑設計1建筑平面功能合理，布局緊湊，使用方便。2能夠合理的進行看臺的設計3防水，防潮，保溫等具體做法符合構造圖集和規(guī)范要求。4熟悉人流路線分析,對各種房間進行簡單布置222結構設計結構方案的選擇和確定正放四角錐網架,裙房采用框架結構。要求完成以下結構設計內容（1）完成各層的結構平面布置。采用現澆樓板并完成標準層樓蓋的受力分析，配筋計算，并繪制樓板結構梁配筋圖（2）結構設計說明及計算書。3完成對網架結構方案的布置,桿件的選型,及其驗算,支座節(jié)點的設計223基礎設計確定基礎形式若采用柱下獨立基礎要求完成合理確定基礎的底面積，確定地基的承載力基礎的抗彎計算基礎的抗剪計算基礎的抗沖切計算。計算基礎的沉降及傾斜并考慮相鄰荷載對地基沉降的影響繪制圖紙12張，包括基礎尺寸圖,柱下獨立基礎的配筋圖,及施工圖23功能分析231人流路線分析多功能活動中心觀眾數量較小，交通組織如何使人流交通聯系便捷，互不干擾，出入安全通暢是交通組織的基本要求。人流分析人流有三股，一股是觀眾，占總人流量的90以上，其次是運動員或表演人員，一般50100人，再次是工作人員（管理人員、裁判、記者、來賓），約占總數的13。A與觀眾這股人流密不可分的地方是觀眾休息大廳、看臺、衛(wèi)生間、檢票口（小賣部可在觀眾休息大廳內設成流動售貨小攤）。B運動員演出人員的出入地方有運動員休息室、比賽場地、練習場地、醫(yī)務室和衛(wèi)生間。C工作人員及來賓接見廳、休息室、主席臺、衛(wèi)生間、辦公室、廣播室和燈控室。人流組織其核心是避免三股人流的互相干擾，使三股人流分流而行，其中最關鍵的是使觀眾人流與其他人流隔開。方法是設置觀眾出入口、通道和樓梯，而不讓其從其他入口進入館內，造成人流間的干擾。本設計中，在活動中心設置了觀眾出入口，通過主入口,關總能夠有相匹配的服務設施如超市,咖啡屋,休息廳,廁所,而通過大廳的設置的小欄桿可以擋住觀眾,從而觀眾不能進入比賽場地運動員走側門通道直接進入一層，從走廊進入休息室或比賽場地、訓練用房。工作人員通過另一側的入口直接通過走廊直接進入二樓的辦公區(qū)白天的時候進行的是人流,晚上是貨流,這樣子人流完全分開，互不干擾，保證了交通的通暢。主要是執(zhí)行現行建筑設計規(guī)范的一些規(guī)定（1）體育館觀眾廳安全出入口的數量不要少于兩個，且每個安全出入口的平均疏散人數不應超過400700人。（2）體育館觀眾廳的疏散門以及疏散外門、樓梯和走道的各自寬度的計算不應小于043M/100人。（3）在布置疏散走道時，橫走道之間的座位排數不宜超過20排，縱走道之間的座位數不宜超過26個。（4）人員密集的公共場所大廳的入口、太平門不應設置門檻，其寬度不應小于14M，緊靠門口14M內不應設置踏步。（5）太平門必須向外開，并宜設置自動門閥。（6）人員密集的公共場所的室外疏散小巷，其寬度不應小于3M。建筑剖面設計使確定房屋在垂直方向上的形狀，尺寸及各構件在高度方向上的位置，形狀和尺度的豎向設計，使建筑物豎向空間的組織于利用。232房間功能要求公共建筑的廁所每1000人35M2,1000人28M2,每整加50人,增加一個廁位,總觀眾為2/3男,1/3女,男廁每100人45個廁位,5個小便斗,女廁每100人10個廁位,每個廁位9001200MM門外開健身房面積為232M2分為兩個,而且在健身時根據需要,分別設置了兩個門,需要更衣和洗澡的通過更衣室直接進入健身房,不需要的可以直接進入,滿足功能的要求展覽館的面積是14454M2,在進入展覽廳時候有一個小型的休息空間和展示平臺,隨后便是作為展覽的一些展板等防火疏散要求主要是執(zhí)行現行建筑設計規(guī)范的一些規(guī)定（1）體育館觀眾廳安全出入口的數量不要少于兩個，且每個安全出入口的平均疏散人數不應超過400700人。（2）體育館觀眾廳的疏散門以及疏散外門、樓梯和走道的各自寬度的計算不應小于043M/100人。（3）在布置疏散走道時，橫走道之間的座位排數不宜超過20排，縱走道之間的座位數不宜超過26個。（4）人員密集的公共場所大廳的入口、太平門不應設置門檻，其寬度不應小于14M，緊靠門口14M內不應設置踏步。233防火分析防火疏散要求主要是執(zhí)行現行建筑設計規(guī)范的一些規(guī)定（1）體育館觀眾廳安全出入口的數量不要少于兩個，且每個安全出入口的平均疏散人數不應超過400700人。（2）體育館觀眾廳的疏散門以及疏散外門、樓梯和走道的各自寬度的計算不應小于043M/100人。（3）在布置疏散走道時，橫走道之間的座位排數不宜超過20排，縱走道之間的座位數不宜超過26個。（4）人員密集的公共場所大廳的入口、太平門不應設置門檻，其寬度不應小于14M，緊靠門口14M內不應設置踏步。234看臺設計1視點選擇視點選擇應以場地規(guī)模,設計標準,運動項目為依據影響視覺質量因素1視距視距是影響視線清晰度的主要影響因素,視距越近,清晰度越好2視線方位在水平方位,觀眾席愈接近場地短軸視覺質量愈好垂直方位,觀眾視線與場地成適度的夾角,一般在15度45度之間深度感愈好觀眾視平線與視點之間高度差愈小觀眾高度感越好2看臺剖面設計看臺剖面設計有兩個內容一是看臺的標高計算二是看臺下部空間的利用1看臺視線的計算1視點選擇以籃球場地為準的小型體育館,視點選擇在籃球場邊端線上空300MM或500MM處在此設計中,取值為500MM2計算參數的確定A視點距離第一排座位的距離X值為5000MM,B排距或排深D的取值800MMC觀眾水平視線至比賽場地地面的垂直距離Y1的值Y1H1E,Y117ME一般情況下座在座椅上時臺階地面值人眼的高度,取為11MD視線升高C值的確定,C是指前排觀眾眼鏡至后排觀眾視平線之間的垂直距離取60MM根據公式來確定其排座位眼高,其計算圖如下11NNXCY235體育館音質設計音質設計要求1活動中心的音質的主要指標是對清晰度的要求,特別是當群眾集會時能夠使聽眾聽得清楚,觀眾的噪音7DB采取措施1建筑使用要求和造型2控制高度,合理的選取屋頂結構造型236體育館照明設計設計要求1要有足夠的水平照度和垂直照度,運動場地照明應滿足相關規(guī)定2要有均勻的照度分布和亮度分布3有時宜的光色和良好的顯色性4選擇好經濟適用的光源和燈具籃球場所對燈具的特殊要求籃球運動速度快,運動員對抗性強,要求運動員既能看清球的運動,也要看清其他運動員的動向,照明照度和均勻性要求較高,籃球運動要求頂棚反射率布小于60,最好為80,燈具安裝高度應65M24結構選型活動中心常用的結構形式1拱形結構結構簡單,受力合理,空間利用較好2剛架結構屋頂呈坡屋面課做成順水頂棚,多用鋼筋混凝土做成,耐潮熱不銹蝕3網架重量輕,跨度大,制作簡單,易工廠化,安裝運輸方便在本設計中采用的是正方四角錐網架結構25立面設計建筑物既是技術產品，也是藝術品，因此不僅要滿足人們的生活生產、工作等物質方面的要求，還要滿足人們精神生活，文化方面的需要。建筑的美觀問題隨著人們生活水平的提高顯得日趨重要。建筑外部形象的設計包括體型設計和立面設計兩部分，主要研究建筑物的群體關系、體量大小，組合方式、立面及細部比例的關系等。即主體型立面設計時要考慮一下影響因素建筑功能和建筑類型特征；材料、結構和施工要求；建筑規(guī)劃與環(huán)境；建筑標準和經濟因素；精神與審美。可以通過把握建筑立面設計的一些規(guī)律統(tǒng)一與變化；均衡與穩(wěn)定；對比與微差；韻律與節(jié)奏；比例與尺度來更好地進行設計。26剖面設計建筑剖面設計使確定房屋在垂直方向上的形狀，尺寸及各構件在高度方向上的位置，形狀和尺度的豎向設計，使建筑物豎向空間的組織于利用。確定房間高度時，還應考慮室內比例是否合理，寬而低的空間通常給人以壓抑的感覺，而狹長而高的房間有使人感到拘謹和空曠的趨向。在本設計中,裙房中有展覽館,閱覽室,健身房等大空間的房間,所以在確定層高的時候采用了42M室內光線的強弱惡化照度的均勻與窗戶的寬度和位置有關，還和窗戶在剖面中的高度有關，進深愈大，要求窗戶上沿的高度愈高，及相應的房間高度也要增加，為了避免在房間頂出現暗角，應盡量減小窗戶上沿距屋頂距離。所以取窗高為18，人坐時平視高度約為12，故取窗臺高09。底層地坪標高的確定為防止室外雨水流到室內，并防止墻體受潮，確定室內地面比室外地坪標高高05M第3章建筑結構設計31結構概述為了滿足社會生活的不斷提高,人們需要更大的覆蓋空間,因此大跨空間結構在近幾十年來得到了迅速的發(fā)展我國大跨度空間結構的基礎原來比較薄弱，但隨著國家經濟實力的增強和社會發(fā)展的需要，近十余年來也取得了比較迅猛的發(fā)展。工程實踐的數量較多，空間結構的類型和形式逐漸趨向多樣化，相應的理論研究和設計技術也逐步完善。以北京亞運會（1990）、哈爾濱冬季亞運會（1996）、上海八運會（1997）的許多體育建筑為代表的一系列大跨空間結構作為我國建筑科技進步的某種象征在國內外都取得了一定影響。種種跡象說明，我國雖然尚是一個發(fā)展中國家，但由于國大人多，隨著國力的不斷增強，要建造更多更大的體育、休閑、展覽、航空港、機庫等大空間和超大空間建筑物的需求十分旺盛，而且這種需求量在一定程度上可能超過許多發(fā)達國家。這是我國空間結構領域面臨的巨大機遇。而在本次設計中,采用的網架結構尺寸為46233M,屬于大跨空間結構,其屋蓋所占比例較大,設計時應該考慮屋蓋自重,降低材料消耗,同時也要考慮施工方便,安全32結構方案321結構方案比較空間結構是建筑結構形體呈三維空間狀,并且有三維受力特性且立體工作狀態(tài),空間結構從受力特征上分為剛性結構體系,柔性結構體系,雜交結構體系三大體系1剛性結構體系剛性結構體系具有很好的剛度,結構的形體由構件的剛度形成,包括薄殼結構結構,折板結構,空間剛架結構,網架結構和網殼結構等薄殼結構主要受壓,多為鋼筋混凝土結構折板結構是一種連續(xù)折平面的薄壁空間結構,構造簡單,施工方便網架結構具有多向受力性質,空間剛度大,整體性強網橋結構跨越能力大,但是主要承受壓力,存在穩(wěn)定問題2柔性結構柔性結構體系是大多數結構構件為柔性結構,結構形體由體系內部預應力形成,包括懸索結構,充氣膜結構和張拉整體結構等懸索結構是由一系列高強度鋼索組成的一種張拉結構,可以由多種形體以適應各種平面形狀,和外形輪廓的要求,張拉整體結構是由一系列的相互獨立的受壓桿與一套連續(xù)的受拉索構成的空間結構3雜交結構雜交體系結構是將不同類型的結構進行組合而得到的一種新型結構體系,能進一步的發(fā)揮不同類型結構的優(yōu)點,起到”揚長避短”的作用平板網架結構在大跨結構中占有重要的組成部分，其原因在于空間剛度大，用才經濟，工廠預制、現場安裝、施工方便等優(yōu)點。而現在國內外常采用平面桁架體系、四角錐體系網架和三角錐體系網架。而網架結構的支承也分為周邊支承、點支承、周邊支承和點支承結合、三邊或兩邊支承、單邊支承等情況。盡管網架的結構形式眾多，但是我們可以根據建筑平面的形狀和跨度大小、網架的支撐形式、荷載大小、屋面結構和材料、制作安裝方法等，結合實用和經濟的原則區(qū)綜合分析確定。一般情況應選擇幾個方案經優(yōu)化設計而確定。在優(yōu)化設計中，不能單純的考慮耗鋼量，應考慮桿件與節(jié)點間的造價差別、屋面材料及其維護結構費用。安裝費用、結構的整體剛度、網架的外觀效果等綜合經濟指標。對于周邊支承情況的矩形平面，當其邊長比小于或者等于15時，宜選用斜放四角錐網架、棋盤形四角錐網架、正放抽空四角錐網架，也可以考慮選用兩相正交斜放網架、兩相正交正放網架。正放四角錐網架耗鋼量較其他網架的成本高，但桿件的標準化程度比其他網架好，結構的整體剛度及網架的外觀效果好，是目前比較常采用的一種網架形式。對于中小型跨度，也可以選用星型四角錐和蜂窩形三角錐網架。當邊長比大于15時，宜選用兩相正交正放網架、正放四角錐網架和正放抽空四角錐網架。當平面狹長時，可采用單向折線形網架。綜合上述各種受力形式,結合本設計的尺寸及施工情況,最后選用,正方四角錐網架322結構體系1柱網布置網架總平面尺寸為63653M,柱距采用66M,柱網布置簡圖為如下33屋蓋結構331網格尺寸及網架高度一網格尺寸網格尺寸的大小直接影響網架的經濟性網格尺寸的確定應根據網架高度,柱網尺寸,屋面材料,建筑和構造要求以及施工條件等因素來綜合考慮綜合國內外的設計試驗經驗,對于矩形平面的網架,其上弦網格應設計成正方形,上弦網格尺寸與網架短向跨度L2之間的關系為220/1,6052063561/063LSML二網架高度網架高度不但直接影響桿件內力的大小,而且還影響腹桿的的經濟性,一般應使腹桿與弦桿夾角35度50不同材料屋面體系的網格數目及跨高比可以憑借經驗公式按經濟情況和剛度要求制定的,當符合改經驗公式,一般不用驗算網架撓度在此設計中,采用四角錐網架鋼檁條屋面體系網格數310807862LN跨高比1317003L212011601縱上考慮,N10,S3300MM,H2400MM驗算的斜腹桿與下弦桿的夾角為458度以下是網格的基本布置網格布置圖332檁條一檁條的形式及特點檁條宜優(yōu)先選用實腹式桿件,也可以采用空腹式或格構式構件,檁條一般設計成簡直構件,實腹式檁條也可以設計成連續(xù)構件（1）實腹式檁條A槽鋼檁條普通槽鋼檁條和輕型槽鋼檁條兩種,普通槽鋼檁條厚度較厚,強度不能充分發(fā)揮,用鋼量較大B高頻焊接輕型H型鋼檁條腹板薄,抗彎剛度好,兩主軸方向慣性矩比較接近,以及翼緣板平直易于連接C卷邊槽形冷彎薄壁型鋼檁條應用普遍,用鋼量省,制作和安裝方便D卷邊Z形冷彎薄壁型鋼檁條主平面X軸的剛度大,用做檁條時撓度小,用鋼量省,制作和安裝方便（2）空腹式檁條（3）格構式檁條檁條設計檁條截面高度根據其跨度,檁距,荷載大小和結構形式選取檁條選用HBCT16060203根據跨度對屋面板剛度的要求，選擇屋面板尺寸為上層YX130300600（08MM厚），下層YX35125750（08MM厚）二檁條的計算（1）恒荷載上層壓型鋼板0107KN/M2巖棉100MM015KN/M2下層壓型鋼板0086KN/M20343轉化為線荷載0343331132KN/M檁條自重0068KN/M所以恒荷載為1132006812KN/M（2）活荷載雪荷載045KN/M2屋面活荷載05KN/M2集中荷載10KN/18032MKN活荷載取其中最大值，轉化為線荷載165KN/M2荷載效應標準組合561KQ荷載效應基本組合73412MKNQYX/75COS73COS0ININLQMXYYX5083708122由于L在以上選桿過程中，為了使選擇的桿件能全部滿足強度要求，并且盡可能使大部分的桿件能做到充分利用，需要對整個網殼的內力分布情況做一個大致的分析首先將所有桿件分三部分上弦桿、腹桿、下弦桿。其中內力較小的是腹桿，可選擇直徑較小的圓管，上弦桿內力大于下弦桿，且其分布跟下弦桿的內力分布對應區(qū)域正好相反。另外支座除下弦桿內力會非常大，應選擇最粗的桿件。選桿順序選桿順序決定你選擇的桿件在整個網架上是否有規(guī)律分布，能否做到比較經濟合理，大部分桿件充分利用等。在本設計中，經過一系列的重復選桿工作，總結出以下經驗首先給初選一個最大的桿件是這個網殼桿件強度完全滿足，然后按順序進行腹桿、下弦桿、上弦桿的選桿工作。選腹桿時，將所有腹桿選擇一個較小的截面，讓部分腹桿滿足，其他腹桿不滿足，然后選擇不滿足的腹桿，再選擇一個較大的截面，重新計算，還有不滿足的再選擇較大截面，在計算，如此往復，直到所有的腹桿均滿足強度要求。這時在仔細觀察桿件大小分布情況，個別桿件再調整即可。然后按同樣的方法選擇上弦桿和下弦桿。直到整個網殼所有的桿件均滿足強度要求。在本設計中，一共選擇了5種截面，如下P1483P2604P3834P41025P512155至此，選桿工作完成，可將所有桿件的內力及桿件截面情況導出表格。上弦桿截面選型表下弦桿截面選型圖腹桿截面選型圖支座反力表KN支座號X向Y向Z向1001631200278130040034004955005995600684370077298006843900599510004949110040031200278113001631400137150021941600295917003228180032721900322920002962100219222001367230016312400278225004014260049662700596128006854290077413000685431005965320049753300402834002741353198319816413631983198137370021638002977390032384000327641003229420029584300219344001373一上弦桿的驗算P2604A704,I198CM,NMAX209KN壓桿2CM0971051808LI由查，得0339，2227/15/0397410NNMFNA所以滿足條件P3834A993,I28CM2CM（1）,NMAX8727KN壓桿02971061808LI由查，得05922245/15/0592310NNMFNA所以滿足條件（2）20267,94LMLL,NMAX3771KN壓桿041588LI由查，得033922370/15/9NNMFNA所以滿足條件P41025A1354,I343CM,NMAX17836KN壓桿2CM02971081034LI由查，得073622679/15/07150NNMFNA所以滿足條件P412155A1996,I409CM,NMAX27861KN壓桿2CM02971031804LI由查，得08242286694/15/02190NNMFNA所以滿足條件（二）下弦桿的驗算P1483A452，I1578MM,2M09,7108405LLINMAX6566KN，22MAX63/15/4210NNMFNMA所以滿足條件P2604A704，I198MM,209,7105408LLINMAX1231KN，22MAX2376/15/7041NNMFNMA所以滿足條件P3834A993，I28MM,209,71064023LLINMAX18124KN，22MAX8485/15/910NNMFNMA所以滿足條件P41025A1354，I343MM,209,271084034LLMINMAX2829KN，22MAX2899/15/150NNFNMA所以滿足條件（三）腹桿的驗算P1483A452，I1578MM,209310340578LMINMAX5139KN拉力，NMAX太小，自然滿足壓力，22MAX191/15/420NNFNMA所以滿足條件P2604A704，I198MM,20210164098LINMAX329（壓力）KN，由查，得041822MAX32789/15/0410NNMFNMA所以滿足條件P3834A993,I28CM2C,NMAX511KN壓桿021751808LI由查，得081322063/15/139NNMFNA所以滿足條件（四）節(jié)點設計網架節(jié)點系空間節(jié)點，匯集的桿件數量較多，且來自不同方向，構造比較復雜。因此，網架節(jié)點設計的合理與否直接影響到整個結構的受力性能，制作安裝，用鋼量及工程造價等，是網架設計中的重要環(huán)節(jié)之一。網架節(jié)點設計應滿足以下基本要求1）牢固可靠，傳力明確簡捷。2）構造簡單，制作簡便，安裝方便。3）用鋼量省，造價低。4）構造合理，使節(jié)點尤其是支座節(jié)點受力狀態(tài)符合設計計算假定。網架結構中常用的節(jié)點主要有焊接空心球節(jié)點、螺栓球節(jié)點和嵌入式彀節(jié)點等，其中用的最為廣泛的是前兩種，本設計中網架節(jié)點選用的是焊接空心球節(jié)點。焊接空心球節(jié)點是由兩塊圓鋼板經加熱，壓成兩個圓球，然后相對焊接而成，當球徑等于或大于300MM，桿件內力較大時，可在球內加襯環(huán)肋，此肋應與兩個半球焊牢，這樣可提高承載力1530。這種節(jié)點的優(yōu)點是構造和制作均較簡單，球體外型美觀，具有萬向性，可以連接任意方向的桿件。它用于連接圓鋼管桿件，連接時只需將鋼管正截面切斷，然后使管與球按等間隙焊接，即可達到圓鋼管與球節(jié)點自然對中的目的。其缺點是由于球節(jié)點有等厚鋼板制成，因此，在與鋼交接處應力集中明顯，形成應力尖峰值，使球體受力不均勻；由于鋼管與球正交連接，焊縫長等于鋼管周長，沒有余量，要求焊縫必須與鋼管等強，而且在多少情況下，焊接時工件不能翻身，就造成一圈焊縫中俯、側、仰焊均有的全位置焊接，因此對焊接要求高且難度大。焊接空心球節(jié)點用鋼量一般占網殼總用鋼量的2025，它適用于各種形式、各種跨度的網架網殼。采用焊接空心球節(jié)點球體尺寸的計算12/,078545,2DDAAM且規(guī)格不宜超過種橫一種類P3,P112DADMP2,P1,21758橫二種類P3,P210P2,P229DADMP4,P11橫三P3,P3,250P3,P4174DADMP5,P1,23橫四P2,P418P2,P5,1269DADM根據施工情況方便的原則，橫一和橫二的種類采用T7MM，D230MMMAX23045712T所以滿足條件橫三和橫四的種類采用T8MM，D280MMMAX280354142DT（五）焊接空心球承載力的驗算1D2307對于桿件P1483受壓空心球24013NTDTDKN受拉空心球55345128TTF對于桿件P2603受壓空心球24013/1767601578CNTDTDKN受拉空心球0534215603TTDFKN對于桿件P3834受壓空心球2413/107880128CNTTDD受拉空心球557345218TTDFKN對于桿件P41025受壓空心球24013/177032561CNTDTDKN受拉空心球554265TTF2DT2808對于桿件P1483受壓空心球24013/184801659CNTDTDKN受拉空心球55342158TTF對于桿件P2603受壓空心球24013NTDTDKN受拉空心球554517832TTF對于桿件P3834受壓空心球24013/188046CNTDTDKN受拉空心球5583125463TTF對于桿件P41025受壓空心球24013/18802947CNTDTDKN受拉空心球551350392TTF對于桿件P512155,全部受壓24013/18803427CNTDTDKN由上述分析可以看出，各節(jié)點的極限承載力均大于相應節(jié)點所連接桿件的承載力，滿足節(jié)點強度桿件強度（六）支座節(jié)點的設計網架的支座節(jié)點可直接支承在柱頂上或支承于圈梁，磚墻上。要求支座節(jié)點傳力明確，構造簡單，安全可靠，并符合計算假定。網架的支座節(jié)點一般采用鉸支座，有時候為了消除溫度應力的影響，支座應能側移。實際上，支座節(jié)點受力復雜，它除了承受壓力，拉力和扭矩以外，有時候還有側移和轉動。因此，網架的支座節(jié)點受力比平面桁架復雜很多，特別是當跨度很大平面形狀復雜時，更應該認真對待。常用的支座形式1）平板壓力支座節(jié)點。節(jié)點構造簡單，加工方便，但支承板下的摩擦力較大，支座不能轉動或移動。和計算差距較大，僅僅適用于下跨度網架。2）單面弧形壓力支座節(jié)點?；⌒伟蹇梢杂描T鋼或者圓鋼剖開而成，當采用雙錨栓時，可以放在弧形支座中心線上，并開有橢圓孔，以容其有微小的移動，當支座反力很大時，可用四根帶有彈簧的錨栓，以利其單向轉動。這種支座節(jié)點適用于中小跨度網架。3）雙面弧形壓力支座節(jié)點（又稱搖擺支座），這種節(jié)點比較符合不動鉸支座的假定。缺點是構造較復雜，造價較高，只能在一個方向轉動。適用于大垮度，且下部支承為結構剛度較大的網架。4）球鉸壓力支座節(jié)點。這種節(jié)點比較符合不動鉸支座的假定，構造較為復雜，抗震性能好，適用于四點及多點支承的打垮度網架。5）單面弧形拉力支座節(jié)點。這種節(jié)點適用于大，中跨度的網架。6）板式橡膠支座節(jié)點。這種支座不僅可以沿切向及法向位移，還可以繞兩向轉動。板式橡膠支座上下表面由橡膠構成，中間夾有三五層薄鋼板。適用于大中跨度網架。這種節(jié)點構造簡單，安裝方便，節(jié)省鋼材，造價低，可構成系列產品，工廠化大量生產，是目前使用最為廣泛的一種支座節(jié)點。但是其橡膠老化以及下部支承結構的抗震性能等問題尚待進一步研究。1RMAX7954KN,M59MAX網架支撐在C30的鋼筋混凝土圈梁上,錨栓直徑D25MM,錨栓2/314MNFC的孔徑,則削弱面積為5020D,229644MA底板設計2751057MINTRZAANA79545946139182底板采用方板選用250250方鋼板ANA,底板承受實際均布反力20/41596207MNARQ加勁肋將底板分為四塊兩邊支撐板NQAMB105254108MX50211底板厚度MFT626按構造取T20MM2十字節(jié)點板及其連接焊縫的計算取十字節(jié)點板的厚度T07T底板14MMT20,14MMM128164375AXFFHTT取支座底板與節(jié)點板的水平焊縫的總計算長度為2/1956027612045790154MNFHLRLWFW則由于節(jié)點板間的豎向焊縫受M,V共同作用KNV851947取C1625141488388MMMNCM1756023801M150,25,M2HFHMLW十字板的高度取22222/16048717617089767NFLHLVWFWFF3確定橡膠墊塊的平面尺寸20MAX416095847109MAR構造要求AAB2502504橡膠墊塊的厚度設計MDMDNITJ38152243801橡膠墊層的容許見且變形MDU63704TAN網架支座在荷載作用下側向位移為95MM,沿跨度方向產生最大的溫度變形位移LDTU936245012則網架的總側向位移為U410,所以滿足規(guī)范要求485341又因為5驗算橡膠墊塊的壓縮位移MDEMNARMM910560384/17920AX6橡膠墊塊的抗滑移計算NGAU7189644860U為橡膠墊塊與砼或鋼板的摩擦系數,鋼為02,砼為03RG乘以荷載分項系數09的永久荷載標準值引起的支座反力G橡膠墊塊的抗剪彈性模量NRG651378095403所以,故滿足要求G0DAU七柱頂圈梁的設計柱頂圈梁的尺寸是200450,柱頂所受網架傳的荷載及其本身自重如下圖剪力圖N彎矩圖NMM取跨中的彎矩最大值M7253KNM,剪力最大值V4614KN628S06330145121702537220MAMFBHAFMYCSBSCS選取鋼筋為475241BHW由于驗算截面件KNBHFVCC7254096152345020所以很有效的防止了斜壓破壞。KNBHFT6918/45310而在整個框架體系中VMAX4616KN，所以按照構造配置箍筋。滿足。構造配,1680,283MINSVYTSVF其余的截面的配筋計算見表圈梁的抗彎計算位置M0KNM選筋實配面積構造配筋面積1跨中24350050051978221430800180002跨中4097008008316512143080018000支座處51150100114352022062800180003跨中5140010011435202206280018000支座處67400140155934522062800180004跨中7253015016633012206280018000圈梁的抗彎剪計算位置V構造配箍率1支座7378296725118690162支座23529672511869016跨中24229672511869016支座處348296725118690163跨中32329672511869016支座處397296725118690164跨中387296725118690163網架的用鋼量分析網架桿件明細表桿件類型桿件截面規(guī)格理論長度下料長度數量桿重和重KG1P26043300307013255222369252P3834330030709877923436993P3834330030451877942696994P383433003020407799410325P383433004437477913825696P1483330030701563416283287P410253300307538119613975268P4102533003070121196440606412S02BMVRE201HFCSYCSFBHA010250BHC0BHFT1680,28SV構造配9P410253300302081196288953610P51215533003020261567123040811P2604330030458552134467212P14831167937300349557413P3834116793732779233575414P2604116793780552413779215P2604116791240552201369616P3834116788716779110555717P148311679127234223257618P260411678878552391699219P1483116788783424126420P148333003045123412423621P1483330030201434143752合計11221367673節(jié)點用鋼細表節(jié)點號規(guī)格數量單重和重KG1230723885920444222808631469198合計296422支托材料表編號規(guī)格下料長度MM數量單重KG和重KG1894100260820828944303034410323895760206081216489671010568568589710401283299846898990187921425678991370201096219288910132010105610569891116501013213210891216006128768總重10784所以總計用鋼量為1771935KG,網架平均用鋼量為1771935/33/4621162KG/2M34看臺框架設計及其裙房設計。341看臺結構及其裙房選型框架是由梁、柱構件通過節(jié)點連接形成的骨架結構，框架結構的特點是由梁柱承受豎向和水平荷載，墻僅起維護作用。其整體性和抗震性均好于混合結構，而且平面布置靈活，可提供較大的使用空間，也可構成豐富多變的立面造型。使用材料主要為鋼筋混凝土。按施工方法可分為現澆框架、裝配式框架、裝配整體式框架三種?，F澆整體式框架包括梁柱板均在現場現澆的全現澆框架和梁柱現澆，板預制的半現澆框架?，F澆整體式框架的優(yōu)點是結構的整體性和抗震性能好，缺點是機械性施工化程度低，模板用鋼量大。裝配式和裝配整體式框架又可以分為預制梁現澆柱式框架，預制梁預制柱式框架等。這類框架的優(yōu)點是施工方便，機械化程度高，缺點是結構整體性差，抗震性能不好?？磁_框架是支撐體育館上部網架