46m桁架计算书.docx

设 计 计 算 书

室 组 计算书编号：

工程名称及编号：
卷册名称及检索号：
设 计 阶 段：
计 算 书 名 称：

主任(专业)工程师： 月 日
组 长： 月 日
主 设 人： 月 日
校 核 人： 月 日
计 算 人： 月 日

本计算书连封面共178页，附图 张，附表 张
备注:

计算日期： 2004 年 2 月 25 日目录
1. 参考资料及设计计算依据 4
1.1 使用的规程规范、手册 4
1.2 使用的计算机软件 4
1.3 设计计算原始数据 4
1.4 结构设计计算参数 5
1.5 总信息 5
2. 计算型输入模计算结果简图 7
2.1 计算简图 7
2.2 荷载简图 7
2.2.1 恒载 7
2.2.2 活载 8
2.3 计算应力简图 9
2.3.1 轴力图 9
2.3.2 弯矩 10
2.4 强度及稳定性验算图 11
2.5 位移计算结果简图 12
2.5.1 活载位移 12
2.5.2 恒载位移 12
2.5.3 恒、活载位移 13
3. 弦杆拼接计算 14
3.1 翼缘连接板螺栓计算 14
3.1.1 计算示意图 14
3.1.2 依据规范 14
3.1.3 计算信息 14
3.1.4 应力计算 15
3.2 翼缘螺栓计算 16
3.2.1 计算示意图 16
3.2.2 依据规范 16
3.2.3 计算信息 17
3.2.4 应力计算 17
3.3 拼接节点强度计算 19
3.3.1 示意图 19
3.3.2 依据规范 19
3.3.3 计算信息 19
3.3.4 强度计算 20
4. 横向支撑支撑计算书 21
4.1 屋面横向支撑验算 21
4.1.1 示意图 21
4.1.2 依据规范 21
4.1.3 计算信息 22
4.1.4 内力计算 22
4.1.5 截面验算 22
4.1.6 连接验算 23
5. 计算原始数据 23

1. 参考资料及设计计算依据
1.1 使用的规程规范、手册
[1]. 建筑结构荷载规范 GB 50009-2001
[2]. 建筑抗震设计规范 GB 50011-2001
[3]. 建筑地基基础设计规范 GB 50007-2002
[4]. 钢结构
[5]. 《混凝土结构构造手册》（第三版 中国建筑工业出版社）2003年6月版
[6]. 《钢结构设计手册》（第二版 中国建筑工业出版社）1989年10月版
1.2 使用的计算机软件
[1]. 中国建筑科学研究院PKPMCAD工程部“钢筋混凝土框、排架及连续梁结构计算与施工图绘制软件PK”(2003年网络版)。
[2]. 中国建筑科学研究院PKPMCAD工程部“钢结构计算机辅助设计软件STS”(2003年网络版)。
[3]. 探索者结构绘图软件TSSD
1.3 设计计算原始数据
[1]. 基本风压值：。地面粗糙度：A类。
[2]. 地震基本烈度：7度(0.1g)；场地土类型：Ⅱ类；设计地震分组第三组。
[3]. 根据《岩土工程勘察报告》，转运站及栈桥区域的地基持力层为XXXXX，承载力特征值。
[4]. 屋、楼面均布活荷载的取值：屋面——；楼面——。
[5]. 栈桥屋、楼面板静荷载的取值：
屋面均布荷载——；
屋面在桁架侧的线荷载（侧墙）——；
楼面均布荷载——；
楼面在桁架侧的线荷载（侧墙）——；
1.4 结构设计计算参数
[1]. 结构安全等级：2级。
[2]. 桥面混凝土强度等级：C30。
[3]. 钢结构材料：Q345B。

1.5 总信息
[1]. 结构重要性系数: 1.10
[2]. 节点总数: 36
[3]. 柱数: 67
[4]. 梁数: 0
[5]. 支座约束数: 2
[6]. 标准截面总数: 6
[7]. 活荷载计算信息: 考虑活荷载不利布置
[8]. 风荷载计算信息: 不计算风荷载
[9]. 梁柱自重计算信息: 柱梁自重都计算
[10]. 恒载作用下柱的轴向变形: 考虑
[11]. 梁柱自重计算增大系数: 1.20
[12]. 钢结构净截面面积与毛截面面积比: 0.85
[13]. 钢柱计算长度系数计算方法: 无侧移
[14]. 钢结构阶形柱的计算长度折减系数: 1.000
[15]. 钢结构受拉柱容许长细比: 200
[16]. 钢结构受压柱容许长细比: 150
[17]. 钢梁(恒+活)容许挠跨比: l / 400
[18]. 钢梁(活)容许挠跨比: l / 600
[19]. 柱顶容许水平位移/柱高: l / 500
[20]. 地震作用计算: 计算水平地震作用
[21]. 计算震型数： 3
[22]. 周期折减系数:1.00
[23]. 按GB50011-2001 地震效应增大系数 1.000

2. 计算型输入模计算结果简图
2.1 计算简图

2.2 荷载简图
2.2.1 恒载

2.2.2 活载

2.3 计算应力简图
2.3.1 轴力图

2.3.2 弯矩

2.4 强度及稳定性验算图

2.5 位移计算结果简图
2.5.1 活载位移

2.5.2 恒载位移

2.5.3 恒、活载位移

3. 弦杆拼接计算
3.1 翼缘连接板螺栓计算
3.1.1 计算示意图

连接类型：摩擦型高强螺栓 计算形式：验算
3.1.2 依据规范
《钢结构设计规范》（GB 50017－2003）
《钢结构设计手册》（上册 第二版）
《钢结构设计与计算》（包头钢铁设计研究院）
3.1.3 计算信息
1．荷载信息
拉（压）力：N = 1200.00 kN
2．计算参数
排列方式：均匀并列
螺栓列数：nc = 5; 螺栓列距：ec = 80mm;
螺栓行数：nr = 4; 螺栓行距：er = 113mm;
螺栓列边距：e1 = 60mm; 螺栓行边距：e2 = 80mm;
螺栓数：n=20; 螺栓直径：d = 24mm;
螺栓孔径：d0 = 26.00mm;
有效直径：de = 21.19mm; 板厚：t = 20mm;
摩擦面数：nf=1;
3．材料信息
钢材等级：Q345; 钢材强度：f = 295N/mm2;
螺栓等级：10.9级;
预拉应力：P = 225kN;
接触面处理方法：喷砂(丸);
抗滑移系数：μ = 0.50;
3.1.4 应力计算
根据《钢结构设计规范》（GB 50017－2003）
Nv/Nvb ＋ Nt/Ntb ≤ 1 （7.2.2－2）
1．单个螺栓受剪承载力设计
Nvb = 0.9nfμP （7.2.2－1）
Nvb = 0.9nfμP = 0.9×1×0.50×225 = 101.25kN
2．单个螺栓受拉承载力设计
Ntb = 0.8P
Ntb = 0.8P = 0.8×225 = 180.00kN
3．计算螺栓单个受力
1）以螺栓群左下角点为原点的螺栓点位置坐标

x11 = 0; y11 = 0;
x12 = 80; y12 = 0;
x13 = 160; y13 = 0;
x14 = 240; y14 = 0;
x15 = 320; y15 = 0;
x21 = 0; y21 = 113;
x22 = 80; y22 = 113;
x23 = 160; y23 = 113;
x24 = 240; y24 = 113;
x25 = 320; y25 = 113;
x31 = 0; y31 = 226;
x32 = 80; y32 = 226;
x33 = 160; y33 = 226;
x34 = 240; y34 = 226;
x35 = 320; y35 = 226;
x41 = 0; y41 = 339;
x42 = 80; y42 = 339;
x43 = 160; y43 = 339;
x44 = 240; y44 = 339;
x45 = 320; y45 = 339;
2）计算螺栓群的形心位置
x0 = 160; y0 = 169;
4）计算单个螺栓最大拉力
NtN = N/n = 1200.00/20 = 60.00kN;
Nt = NtN+NtM = 60.00+0.00 = 60.00kN;
4．单个螺栓承载力验算
连接长度：l1 = 0.00mm;
折减系数：βs = 1.000
Nv/(βsNvb)+Nt/Ntb = 0.00/(1.000×101.25)+60.00/180.00 = 0.33≤1, 满足要求。
3.2 翼缘螺栓计算
3.2.1 计算示意图

连接类型：摩擦型高强螺栓 计算形式：验算
3.2.2 依据规范
《钢结构设计规范》（GB 50017－2003）
《钢结构设计手册》（上册 第二版）
《钢结构设计与计算》（包头钢铁设计研究院）
3.2.3 计算信息
1．荷载信息
拉（压）力：N = 2300.00 kN
2．计算参数
排列方式：均匀并列
螺栓列数：nc = 4; 螺栓列距：ec = 80mm;
螺栓行数：nr = 4; 螺栓行距：er = 113mm;
螺栓列边距：e1 = 60mm; 螺栓行边距：e2 = 80mm;
螺栓数：n=16; 螺栓直径：d = 24mm;
螺栓孔径：d0 = 26.00mm;
有效直径：de = 21.19mm; 板厚：t = 25mm;
摩擦面数：nf=2;
3．材料信息
钢材等级：Q345; 钢材强度：f = 295N/mm2;
螺栓等级：10.9级;
预拉应力：P = 225kN;
接触面处理方法：喷砂(丸);
抗滑移系数：μ = 0.50;
3.2.4 应力计算

根据《钢结构设计规范》（GB 50017－2003）
Nv/Nvb ＋ Nt/Ntb ≤ 1 （7.2.2－2）
1.单个螺栓受剪承载力设计
Nvb = 0.9nfμP （7.2.2－1）
Nvb = 0.9nfμP = 0.9×2×0.50×225 = 202.50kN
2．单个螺栓受拉承载力设计
Ntb = 0.8P
Ntb = 0.8P = 0.8×225 = 180.00kN
3．计算螺栓单个受力
1）以螺栓群左下角点为原点的螺栓点位置坐标

x11 = 0; y11 = 0;
x12 = 80; y12 = 0;
x13 = 160; y13 = 0;
x14 = 240; y14 = 0;
x21 = 0; y21 = 113;
x22 = 80; y22 = 113;
x23 = 160; y23 = 113;
x24 = 240; y24 = 113;
x31 = 0; y31 = 226;
x32 = 80; y32 = 226;
x33 = 160; y33 = 226;
x34 = 240; y34 = 226;
x41 = 0; y41 = 339;
x42 = 80; y42 = 339;
x43 = 160; y43 = 339;
x44 = 240; y44 = 339;
2）计算螺栓群的形心位置
x0 = 120; y0 = 170;
4）计算单个螺栓最大拉力
NtN = N/n = 2300.00/16 = 143.75kN;
Nt = NtN+NtM = 143.75+0.00 = 143.75kN;
4．单个螺栓承载力验算
连接长度：l1 = 0.00mm;
折减系数：βs = 1.000
Nv/(βsNvb)+Nt/Ntb = 0.00/(1.000×202.50)+143.75/180.00 = 0.80≤1, 满足要求。

3.3 拼接节点强度计算

3.3.1 示意图

3.3.2 依据规范
《钢结构设计规范》 (GB50017-2003)
3.3.3 计算信息
1．荷载信息
轴力: N = 4500.000 kN; 弯矩：Mx = 0.000 kN·m; My = 0.000 kN·m
2．计算参数
截面类型： 自定义对称H型钢 HW500X500X20X25
参数名称
参数值
b(mm)
502
h(mm)
470
tf(mm)
25
tw(mm)
20
A(mm2)
33500.000
Ixo(mm4)
1.37×109
Iyo(mm4)
5.27×108
截面开孔：
开孔位置：上翼缘
开孔数量： 4; 开孔直径： 28.0
开孔间距：80.0;80.0;150.0;80.0
开孔位置：下翼缘
开孔数量： 4; 开孔直径： 28.0
开孔间距：80.0;80.0;150.0;80.0
开孔位置：腹 板
开孔数量： 4; 开孔直径： 28.0
开孔间距：90.0;80.0;80.0;80.0
3．材料信息
钢材等级： Q345; 钢材强度： 295 N/mm2
3.3.4 强度计算
1．截面特性计算
上翼缘孔1: 截面面积: Aki = 700.00 mm2
孔心坐标: x =-171.00; y=222.50
上翼缘孔2: 截面面积: Aki = 700.00 mm2
孔心坐标: x =-91.00; y=222.50
上翼缘孔3: 截面面积: Aki = 700.00 mm2
孔心坐标: x =59.00; y=222.50
上翼缘孔4: 截面面积: Aki = 700.00 mm2
孔心坐标: x =139.00; y=222.50
下翼缘孔1: 截面面积: Aki = 700.00 mm2
孔心坐标: x =-171.00; y=-222.50
下翼缘孔2: 截面面积: Aki = 700.00 mm2
孔心坐标: x =-91.00; y=-222.50
下翼缘孔3: 截面面积: Aki = 700.00 mm2
孔心坐标: x =59.00; y=-222.50
下翼缘孔4: 截面面积: Aki = 700.00 mm2
孔心坐标: x =139.00; y=-222.50
腹 板孔1: 截面面积: Aki = 560.00 mm2
孔心坐标: x =0.00; y=-145.00
腹 板孔2: 截面面积: Aki = 560.00 mm2
孔心坐标: x =0.00; y=-65.00
腹 板孔3: 截面面积: Aki = 560.00 mm2
孔心坐标: x =0.00; y=15.00
腹 板孔4: 截面面积: Aki = 560.00 mm2
孔心坐标: x =0.00; y=95.00
2．拉弯压弯强度验算
截面正应力:
σ = N/An＋Mx/(γx·Wnx1)＋My/(γy·WnyR) ≤ f (5.2.1)
净截面面积:　An = A－∑Aki=25660.000 mm2
净截面惯性矩: Inxo=Ixo－∑(Aki·yj2) = 1.07×109 mm4
Inyo=Iyo－∑(Aki·xi2) = 4.43×108 mm4
截面应力最大值位置：x = -251.00 ,y = 235.00
Wnx = Inx0/y = 1.07×109/235.00 = 4.56×106
Wny = Iny0/x = 4.43×108/251.00 = 1.76×106
截面正应力:
σ = N/An＋Mx/(γx·Wnx1)＋My/(γy·WnyR)
=4.50×106/25660.00＋0.00/(1.05×4.56×106)
＋0.00/(1.20×1.76×106)
= 175.370 N/mm2 ≤ f = 295 N/mm2,满足要求！

4. 横向支撑支撑计算书
4.1 屋面横向支撑验算
4.1.1 示意图

支撑类型: 单层单肢 斜杆受力假定：受拉
斜杆截面示意图：

4.1.2 依据规范
《钢结构设计规范》 （GB 50017－2003）
4.1.3 计算信息
1．荷载信息
剪力设计值：F1 = 9.000 kN;
2．杆件参数
斜杆：
参数名称
参数值
型号
L180X18
b(mm)
180
t(mm)
18
A(mm2)
6195.00
Ixo(mm4)
1.88×107
Iyo(mm4)
1.88×107
ixo(mm)
55.10
iyo(mm)
55.10
3．几何尺寸
h2 = 8300mm; B = 6400mm; b1 = 200mm;b2 = 200 mm
4．连接信息
肢尖焊缝高度: hf1=8.0mm; 肢背焊缝高度: hf2=8.0mm;
焊缝长度: LHf1 = 300mm;
安装螺栓直径: d=16mm;
节点板厚度: δ = 8.0 mm;
5．容许长细比
拉杆容许长细比[λ1]＝400; 压杆容许长细比[λ2]＝200
6．材料信息
钢材等级: Q345 钢材强度:f = 295N/mm2
4.1.4 内力计算
斜杆长度 Lx = (h22＋(B－b1－b2)2)1/2
= (83002＋(6400－200－200)2)1/2 = 10241.6 mm
水平宽度Lc = B－b1－b2 = 6400－200－200 = 6000 mm
斜杆拉力 Nl = F1×Lx/Lc
= 9.000×10241.6/6000.0 = 15.362 kN
4.1.5 截面验算
1．强度验算
依据《钢结构设计规范》 （GB50017－2003）
1) 斜杆
杆件的净截面面积：An = A－d0×t = 6195.00－(16＋1.5)×18 = 5880.00 mm2
截面应力σ = Nl/An ≤ f (5.1.1-1)
σ = 15.36×1000/5880.00 = 2.613 N/mm2 ≤ f = 295 N/mm2,满足要求！
2．长细比验算
λ = l0/i ≤ [λ]
1) 斜杆受拉：
λx = l0/ix = 10241.58/55.10 = 185.873 ≤ 400.000,
λy = l0/iy = 10241.58/55.10 = 185.873 ≤ 400.000,满足要求！
3．稳定验算
4.1.6 连接验算
依据：《钢结构设计规范》 （GB50017－2003）
Lhf1焊缝验算：
肢尖：hf1= 8mm
V = 0.3·Nxl = 0.3×15.36 = 4.609 kN
lw = Lhf1-2·hf1 = 300-2×8 = 284.0
he = 0.7·hf1 = 0.7×8 = 5.6 mm 查表得：ffw = 200N/mm2
τ = V/(lw·he) = 4.609×103/(284.0×5.6)
= 2.898 N/mm2 ≤ ffw = 200N/mm2,满足要求！
肢背：hf2= 8mm
V = 0.7·Nxl = 0.7×15.36 = 10.754 kN
lw = Lhf1-2·hf2 = 300-2×8 = 284.0
he = 0.7·hf2 = 0.7×8 = 5.6 mm 查表得：ffw = 200N/mm2
τ = V/(lw·he) = 10.754×103/(284.0×5.6)
= 6.762 N/mm2 ≤ ffw = 200N/mm2,满足要求！

5. 计算原始数据

---- 节点坐标 ----

节点号 X Y 节点号 X Y 节点号 X Y
( 1) 0.00 0.55 ( 2) 2.77 0.55 ( 3) 5.55 0.55
( 4) 8.32 0.55 ( 5) 11.10 0.55 ( 6) 13.97 0.55
( 7) 16.85 0.55 ( 8) 19.72 0.55 ( 9) 22.60 0.55
( 10) 25.48 0.55 ( 11) 28.35 0.55 ( 12) 31.23 0.55
( 13) 34.10 0.55 ( 14) 36.88 0.55 ( 15) 39.65 0.55
( 16) 42.43 0.55 ( 17) 45.20 0.55 ( 18) 0.00 4.55
( 19) 2.78 4.55 ( 20) 5.55 4.55 ( 21) 8.32 4.55
( 22) 11.10 4.55 ( 23) 13.98 4.55 ( 24) 16.85 4.55
( 25) 19.73 4.55 ( 26) 22.60 4.55 ( 27) 25.48 4.55
( 28) 28.35 4.55 ( 29) 31.23 4.55 ( 30) 34.10 4.55
( 31) 36.88 4.55 ( 32) 39.65 4.55 ( 33) 42.42 4.55
( 34) 45.20 4.55 ( 35) 45.20 0.00 ( 36) 0.00 0.00

---- 柱关联号 --------

柱号 节点Ⅰ 节点Ⅱ 柱号 节点Ⅰ 节点Ⅱ 柱号 节点Ⅰ 节点Ⅱ
( 1) 36 1 ( 2) 35 17 ( 3) 1 2
( 4) 2 3 ( 5) 3 4 ( 6) 4 5
( 7) 5 6 ( 8) 6 7 ( 9) 7 8
( 10) 8 9 ( 11) 9 10 ( 12) 10 11
( 13) 11 12 ( 14) 12 13 ( 15) 13 14
( 16) 14 15 ( 17) 15 16 ( 18) 16 17
( 19) 1 18 ( 20) 18 19 ( 21) 1 19
( 22) 3 19 ( 23) 2 19 ( 24) 19 20
( 25) 3 20 ( 26) 20 21 ( 27) 3 21
( 28) 5 21 ( 29) 4 21 ( 30) 21 22
( 31) 5 22 ( 32) 22 23 ( 33) 5 23
( 34) 7 23 ( 35) 6 23 ( 36) 23 24
( 37) 7 24 ( 38) 24 25 ( 39) 7 25
( 40) 9 25 ( 41) 8 25 ( 42) 25 26
( 43) 9 26 ( 44) 26 27 ( 45) 9 27
( 46) 11 27 ( 47) 10 27 ( 48) 27 28
( 49) 11 28 ( 50) 28 29 ( 51) 11 29
( 52) 13 29 ( 53) 12 29 ( 54) 29 30
( 55) 13 30 ( 56) 30 31 ( 57) 13 31
( 58) 15 31 ( 59) 14 31 ( 60) 31 32
( 61) 15 32 ( 62) 32 33 ( 63) 15 33
( 64) 17 33 ( 65) 16 33 ( 66) 17 34
( 67) 33 34

---- 梁关联号 ----

梁号 节点Ⅰ 节点Ⅱ 梁号 节点Ⅰ 节点Ⅱ 梁号 节点Ⅰ 节点Ⅱ

---- 支座约束信息 ----
支座( 2)设置弹性支座：
竖向约束：完全固定
水平约束：完全释放

---- 柱上下节点偏心 ----

节点号 柱偏心值 节点号 柱偏心值 节点号 柱偏心值 节点号 柱偏心值
( 1) 0.00 ( 2) 0.00 ( 3) 0.00 ( 4) 0.00
( 5) 0.00 ( 6) 0.00 ( 7) 0.00 ( 8) 0.00
( 9) 0.00 ( 10) 0.00 ( 11) 0.00 ( 12) 0.00
( 13) 0.00 ( 14) 0.00 ( 15) 0.00 ( 16) 0.00
( 17) 0.00 ( 18) 0.00 ( 19) 0.00 ( 20) 0.00
( 21) 0.00 ( 22) 0.00 ( 23) 0.00 ( 24) 0.00
( 25) 0.00 ( 26) 0.00 ( 27) 0.00 ( 28) 0.00
( 29) 0.00 ( 30) 0.00 ( 31) 0.00 ( 32) 0.00
( 33) 0.00 ( 34) 0.00 ( 35) 0.00 ( 36) 0.00

---- 标准截面信息 ----

1、标准截面类型

( 1) 16, 600, 600, 400, 20.0, 20.0, 20.0, 5
( 2) 16, 300, 300, 200, 25.0, 30.0, 30.0, 5
( 3) 39, HW502X470 , 国标 H 型钢
( 4) 39, HW300X305 , 国标 H 型钢
( 5) 39, HW250X255 , 国标 H 型钢
( 6) 39, HW200X204 , 国标 H 型钢

---- 柱布置截面号,铰接信息,截面布置角度 -----

柱号 标准截 铰接 截面布 柱号 标准截 铰接 截面布
面 号 信息 置角度 面 号 信息 置角度
( 1) 1 1 0 ( 2) 1 1 0
( 3) 3 0 0 ( 4) 3 0 0
( 5) 3 0 0 ( 6) 3 0 0
( 7) 3 0 0 ( 8) 3 0 0
( 9) 3 0 0 ( 10) 3 0 0
( 11) 3 0 0 ( 12) 3 0 0
( 13) 3 0 0 ( 14) 3 0 0
( 15) 3 0 0 ( 16) 3 0 0
( 17) 3 0 0 ( 18) 3 0 0
( 19) 6 0 0 ( 20) 3 0 0
( 21) 4 0 0 ( 22) 6 0 0
( 23) 6 0 0 ( 24) 3 0 0
( 25) 6 0 0 ( 26) 3 0 0
( 27) 4 0 0 ( 28) 6 0 0
( 29) 6 0 0