網(wǎng)架結構設計計算書是一份詳細指導如何設計和計算網(wǎng)架結構的專業(yè)文檔。它涵蓋了從基本概念到具體步驟的全過程，包括了網(wǎng)架結構的幾何形狀、材料選擇、荷載分析、穩(wěn)定性計算、節(jié)點構造和施工圖繪制等關鍵部分。在設計過程中，工程師需要考慮到各種可能的荷載類型，如風荷載、雪荷載、活荷載、恒荷載等，并采用適當?shù)脑O計規(guī)范和標準來確保結構的安全可靠。書中還包含了一些實用的圖表和公式，幫助設計師進行快速而準確的計算。這份網(wǎng)架結構設計計算書為工程師提供了一個全面的框架，以實現(xiàn)高效和可靠的網(wǎng)架結構設計。

以下是一份網(wǎng)架結構設計計算書可能包含的內(nèi)容：

一、工程概況

• 結構用途：描述網(wǎng)架結構所應用的建筑類型，例如是用于工業(yè)廠房、體育館還是其他大型建筑等。這有助于確定設計荷載等參數(shù)。
• 建筑規(guī)模：包括網(wǎng)架覆蓋的面積、跨度等信息。大跨度網(wǎng)架結構在設計時需要特別考慮結構的穩(wěn)定性和受力性能等因素 。

二、設計依據(jù)

• 相關規(guī)范：列出在網(wǎng)架結構設計過程中遵循的國家和地方規(guī)范標準，如《鋼結構設計標準》等。這些規(guī)范為設計提供了基本的安全、技術要求等準則。
• 工程地質(zhì)資料：如果有地質(zhì)勘察報告，需考慮地基承載能力、地下水位等因素對網(wǎng)架基礎設計的影響。雖然網(wǎng)架結構自身重量相對較輕，但基礎的穩(wěn)定性依然至關重要。

三、荷載計算

• 恒載
  • 結構自重：計算網(wǎng)架桿件、節(jié)點等結構部件的自重。對于不同材料（如鋼、鋁合金等）的桿件，其單位重量不同，需要根據(jù)具體材料和桿件規(guī)格計算重量，并轉換為作用在結構上的荷載 。
  • 屋面及樓面恒載：若網(wǎng)架上有屋面或樓面結構，需要計算屋面防水層、保溫層、樓面混凝土板等結構層的重量，這些重量以面荷載的形式作用在網(wǎng)架結構上。
• 活載
  • 人員荷載：根據(jù)建筑的使用功能確定人員活動產(chǎn)生的荷載。例如，對于體育館可能需要考慮觀眾聚集時的人群荷載，而對于工業(yè)廠房則要考慮設備安裝、檢修等人員活動荷載。
  • 設備荷載：如果建筑中有大型設備放置在網(wǎng)架結構上，需準確計算設備的重量、尺寸和運行時產(chǎn)生的動力荷載等。
  • 雪荷載：根據(jù)當?shù)氐臍庀筚Y料，按照規(guī)范規(guī)定的方法計算雪荷載。雪荷載在不同地區(qū)和不同屋面坡度下取值有所不同，并且要考慮積雪不均勻分布的情況。
• 風荷載
  • 按照《建筑結構荷載規(guī)范》中的方法計算風荷載。確定基本風壓、風振系數(shù)、體型系數(shù)等參數(shù)。網(wǎng)架結構由于其空間結構特性，風荷載的計算和分布較為復雜，需要考慮風在不同方向上對網(wǎng)架桿件的作用 。

四、結構選型與布置

• 網(wǎng)架形式選擇：根據(jù)建筑功能要求、跨度、荷載等因素選擇合適的網(wǎng)架形式，如平板網(wǎng)架（單層或多層）或曲面網(wǎng)架（球面、拋物面等）。不同形式的網(wǎng)架在受力性能、經(jīng)濟性、美觀性等方面各有特點 。
• 桿件布置：確定網(wǎng)架桿件的布局方式，包括桿件的間距、角度等。合理的桿件布置能夠使結構受力均勻，提高結構的整體穩(wěn)定性。
• 節(jié)點設計：選擇合適的節(jié)點連接方式，如焊接或螺栓連接。節(jié)點的設計要滿足強度、剛度和穩(wěn)定性要求，并且要便于施工安裝。

五、結構分析

• 力學模型建立：將網(wǎng)架結構簡化為合適的力學模型，以便進行結構分析。常用的方法有空間桁架模型、空間剛架模型等。
• 內(nèi)力計算：采用結構力學分析方法（如矩陣位移法等）或利用有限元分析軟件計算網(wǎng)架桿件在各種荷載組合作用下的內(nèi)力（軸力、彎矩、剪力等）。
• 變形計算：計算網(wǎng)架結構在荷載作用下的變形情況，如豎向位移、水平位移等。變形過大可能影響結構的正常使用和美觀性，需要控制在規(guī)范允許的范圍內(nèi)。

六、桿件設計

• 截面選擇：根據(jù)桿件的內(nèi)力計算結果，結合材料的強度和穩(wěn)定性要求，選擇合適的桿件截面尺寸（如鋼管的直徑和壁厚等）。對于受壓桿件，要重點考慮其穩(wěn)定性，防止發(fā)生失穩(wěn)破壞。
• 強度驗算：按照相關規(guī)范的公式驗算桿件的強度，確保桿件在設計荷載作用下的應力不超過材料的允許應力。
• 穩(wěn)定性驗算：對于受壓桿件，進行穩(wěn)定性驗算。考慮桿件的長細比、初始缺陷等因素，采用合適的穩(wěn)定系數(shù)進行計算。

七、節(jié)點設計

• 連接強度計算：根據(jù)節(jié)點的連接方式（焊接或螺栓連接），計算節(jié)點的連接強度。對于焊接節(jié)點，要考慮焊縫的尺寸、質(zhì)量等因素對連接強度的影響；對于螺栓連接節(jié)點，要計算螺栓的拉力、剪力等受力情況。
• 節(jié)點構造設計：確定節(jié)點的詳細構造，包括節(jié)點板的尺寸、形狀，螺栓的布置等。節(jié)點構造要便于加工制作和現(xiàn)場安裝，同時要保證節(jié)點的可靠性。

八、基礎設計

• 基礎類型選擇：根據(jù)地質(zhì)條件、網(wǎng)架結構的荷載特點等選擇合適的基礎類型，如獨立基礎、條形基礎或樁基礎等。
• 基礎計算：計算基礎的尺寸、埋深等參數(shù)，確?；A能夠承受網(wǎng)架結構傳遞下來的荷載，并滿足地基承載能力和變形控制要求。

九、施工方案

• 構件制作：闡述網(wǎng)架桿件、節(jié)點等構件的制作工藝和質(zhì)量控制要求。包括桿件的切割、焊接、防腐處理等環(huán)節(jié)。
• 安裝方法：說明網(wǎng)架結構的安裝方式，如高空散裝法、分條或分塊安裝法、整體提升法等。不同的安裝方法適用于不同的網(wǎng)架結構形式和建筑場地條件，并且要考慮安裝過程中的結構穩(wěn)定性和安全性。
• 施工順序：確定網(wǎng)架結構施工的先后順序，包括基礎施工、構件制作、安裝等環(huán)節(jié)的順序安排，確保施工過程的順利進行。

十、結論

• 設計總結：總結網(wǎng)架結構設計的主要內(nèi)容，包括結構選型、荷載計算、內(nèi)力分析、桿件和節(jié)點設計、基礎設計等方面的成果。
• 結構安全性評價：對設計的網(wǎng)架結構的安全性進行總體評價，說明結構在設計使用年限內(nèi)能夠承受各種荷載作用，滿足安全使用的要求。

網(wǎng)架結構設計計算書