加油站钢结构毕业设计计算书(网架结构)(编辑修改稿)

加油站钢结构毕业设计计算书(网架结构)(编辑修改稿)内容摘要：

m 对 Y轴，檩条跨中最大负弯矩： My=1/= kN m （ 5）截面验算： ①有效截面的计算 根据 GB 50018 规范规定， 当 h/b≤ 时 b/t≤ 31 205yf 式（ 31a） 当 ＜ h/b≤ 时 b/t≤ 205yf 式（ 31b） h/b=120/50=＜ ， b/t=50/=20＜ 31 且 a/t=20/=8＞ 故檩条全截面有效。 ②强度验算 潍坊学院本科毕业设计（论文） 14 x117120檩条净截面及应力符号图y 1yxmaxyM(3)4Mymax(+3y)4y y 1xyyx+1+2 1+2x图 由于屋面系压型钢板与檩条牢固连接，能阻止檩条侧向失稳和扭转，故可只对檩条进行强度验算（ 檩条跨中最大弯矩 maxxM 、 maxyM 引 起的截面正应力符号如上图所示 ） 根据公式 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 22 5. 4 20 5M P a f M P a    不满足要求。 故 截面规格 C120*50*20* 不合适。 ，再次选择 C120*60*20*3截面的 C型钢 作为檩条。 （ 1）截面参数 A(cm2)= e0(cm)= Ix(cm4)= ix(cm)= Wx(cm3)= 潍坊学院本科毕业设计（论文） 15 Iy(cm4)= iy(cm)= Wy1(cm3)= Wy2(cm3)= It(cm4)= Iw(cm6)= （ 2）荷载标准值 恒载： 面板自重 : 檩条自重 : 活载： 屋面活载 : 雪荷载 : 施工荷载 : 1kN 风载： 基本风压 : 体型系数 ，风压高度变化系数 风振系数为 1；风压综合调整系数 ； 风载标准值： 1 =； 注： 根据 《建筑结构荷载规范》 GB500092020 ， 不上人屋面的屋面均布活荷 载，可不与风荷载和雪荷载同时组合，故活荷载只需考虑雪荷载（ 178。 ）。 （ 3）荷载组合 恒载： qd= 2+= 活载 ： ql= 2= 风载： qw= 2=工况 1: + 标准值： += kN/m 设计值： q =+= qx=q*= kN/m qy=q*= kN/m 工况 2: + 标准值： +1x（ ） = kN/m 设计值： q =+（ ） = kN/m qx=q*= kN/m qy=q*= kN/m （ 4） 内力分析 经分析可知，由第一种荷载组合引起的内力起控制作用。 对 X轴， 檩条跨中最大弯矩： Mx=1/= kN m 潍坊学院本科毕业设计（论文） 16 对 Y轴，檩条跨中最大负弯矩： My=1/= kN m （ 5）截面验算： ①有效截面的计算 根据 GB 50018 规范规定， 当 h/b≤ 时 b/t≤ 31 205yf 当 ＜ h/b≤ 时 b/t≤ 205yf h/b=120/60=2＜ ， b/t=60/3=20＜ 31 且 a/t=20/3=＞ 故檩条全截面有效。 ②强度验算 x117120檩条净截面及应力符号图57y 1yxmaxyM(3)4Myma x(+3y)44017y y 1xyyx+1+2 1+2x图 由于屋面系压型钢板与檩条牢固连接，能阻止檩条侧向失稳和扭转，故可只对檩条进行强度验算（ 檩条跨中最大弯矩 maxxM 、 maxyM 引起的截面正应力符号如上图所 示 ） 根据公式 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        潍坊学院本科毕业设计（论文） 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 205M Pa f M Pa    满足要求。 ③刚度验算 4max5384kyxqlEI  公式（ 33） 04545 1. 5 c os 3. 43 40 0038 4 2. 06 10 17 0. 68 10       40001 4 . 2 [ ] 2 6 . 7150m m m m   满足要求。 故 檩条选用 C120*60*20*3 截面，材料为 Q235。 檩条平面布置图： 潍坊学院本科毕业设计（论文） 18 图 图 网架 内力计算与截面选择 1. 荷载取值： 恒载 ㎡；活载 ㎡；风载 ㎡。 由空间结构分析设计软件 MST进行杆件荷载及其他设计信息导入，对结构的相应的节点施加作用，利用软件设计分析。 2. 内力计算及截面选择 内力计算及截面选择采用空间结构分析设计软件 —— MST2020 程序计算。 计算网架自重时，为了安全考虑，使结构在使用过程中具有较大的安全储备，把檩条自重假定为一个较大值进行前期计算，整个网架重量由计算机计算得出。 合肥地区抗震设计 7度设防，考虑网架自身特点，不考虑计算地震 作用。 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；上弦杆大部分杆件主要受压，支座上方杆件主要受拉，中间部分压力较大，边缘部分拉力较小；腹杆即有受拉杆件又有受压杆件；下弦杆大部分杆件主要受拉，支座附近杆件主要受压，中间部分拉力较大，边缘部分压力较小；由于支座约束设置对称，所以对称杆件、对称支座所受的力也对称，而且对称的节点、对称支座的位移也对称。 杆件的选择是由计算潍坊学院本科毕业设计（论文） 19 机软件自动优选初步得出，同时有根据有关规范（ JGJ72020 空间网格结构技术规程 杆件截面最小尺寸应根据结构的 跨度与网格大小按计算确定，普通角钢不宜小于 L50x3，钢管不宜小于Φ 48x3。 对大、中跨度空间网格结构，钢管不宜小于Φ。 ）规定，以及施工、加工方便等各方面的综合考虑，对网架结构材料规格的选择进一步优化、改进而得出最后结果。 下面是软件的计算结果： 本工程主要材料类型： Q235 钢管 荷载组合： 工况 1： *恒 +**max（屋面活，雪荷载） 工况 2： *恒 +*max（屋面活，雪荷载） 工况 3： *恒 +*左风荷载 工况 4： *恒 +*右风荷载 经 MST 计算，并进一步优化所得的网架结构设计材料选择如下： 表 31 网架杆件 材料 表 杆件编号 规格 理论长度 下料长度 数量 杆重 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 总计 1204 14108 潍坊学院本科毕业设计（论文） 20 网架结构的杆件验算 经过在 MST 软件中建模、荷载和约束信息及工况组合的输入、结构模型计算等过程，通过计算机算出各种工况下结构受力情况，并通过单元详细查得上弦、腹杆、下弦在各个工况下的内力情况，并选出受力最大杆件进行验算，进一步确保结构的安全性和经济性。 上弦杆验算 在 MST 软件中查得，在上弦杆件中，所受拉力最大的杆和压力最大的 杆分别是 78号杆和 232 号杆。 1. 压力最大的杆 （ 1） 单元号： 232 单元长度： 2m （ 2） 截面特性： 材料 Q235 圆管 50* A=373mm2 Ix=105507mm4 Iy=105507mm4 Wx=4220mm4 Wy=4220mm4 Ixy=211014mm4 截面类型： b 类 轴心受压稳定系数：ψ = 回转半径： 421 0 5 5 0 7 m mi i i 1 6 . 8 2m m3 7 3 m mxy IA     （ 3） 各工况组合下的轴力 工况一： N= 工况二： N= 工况三： N= 工况四： N= 可见，对于 232 号杆件最大压力为。 （ 4） 截面验 算 ①刚度验算： 0 0 . 9 0 . 9 2 0 0 0 1 8 0 0l l m m    0li 式（ 34） 1 8 0 0 m m 1 0 7 [ ] 1 5 01 6 . 8 2 m m     故，满足刚度要求。 ②稳定验算： 由  ，查表得  则 NA  式（ 35） 潍坊学院本科毕业设计（论文） 21 3 22 10 / m m 215 / m 373 m mN N f N    满足要求。 2. 拉力最大 的杆 （ 1） 单元号： 78 单元长度： 2m （ 2） 截面特性： 材料 Q235 圆管 50* A=373mm2 Ix=105507mm4 Iy=105507mm4 Wx=4220mm4 Wy=4220mm4 Ixy=211014mm4 截面类型： b 类 轴心受压稳定系数：ψ = 回转半径： 421 0 5 5 0 7 m mi i i 1 6 . 8 2m m3 7 3 m mxy IA     （ 3）各工况组合下的轴力 工况一： N=63kN 工况二： N= 工况三： N= 工况四： N= 可见，对于 78 号杆件最大拉力为 74kN。 （ 4）截面验算 ①刚度验算： 0 0 . 9 0 . 9 2 0 0 0 1 8 0 0l l m m    0l 1800m m 107 [ ] 150i m m     故，满足刚度要求。 ②强度验算： 则 3 2 10 / m m373m mNN NA    ƒ=215N/mm2 满足要求。 下弦杆验算 经 MST 软件中查得，在下弦杆件中，所受拉力最大的杆和压力最大的杆分别是 541号杆和 533 号杆。 1. 压力最大的杆 （ 1） 单元 号： 533 单元长度： 2m （ 2）截面特性： 材料 Q235。