第一章 设计资料说明1.1 工程概况本工程位于XX市经十东路与新规划的中心路、体育西路、体育南路之间。XX奥体上部钢结构分东西两片独立的钢结构罩棚，呈弧形，单片罩棚最宽约70米，南北最长处约330米，最高点高度为53.32米。最大悬挑长度为53.2米，悬臂根部高度7米，最小悬臂高度28米，悬臂根部高度5米，悬臂端部高度1.5米。图1为XX奥体钢结构主体轴侧图。 图1 XX奥体钢结构轴测图本工程的结构型式为折板型空间悬挑结构，杆件截面均采用圆钢管，除部分铸钢节点外，杆件间连接均采用相贯焊接节点，并采用加厚或设加劲板及套管加焊等方式对节点进行加强处理。此外，钢结构的支座分内支座和外支座两种，内支座支撑于下部钢管混凝土柱上，外部支座是通过外包混凝土的钢结构圆管组合三角支撑于下部型钢混凝土柱上。1.2 设计依据1.2.1依据本工程根据业主提供的文件及政府有关部门批准的文件遵照现行国家有关设计规范规程标准而进行设计。1.2.2采用的主要设计规范规程(1)建筑结构设计术语和符号标准GB/T50083-97(2)建筑工程抗震设防分类标准 GB50223-2004(3)工程结构设计基本术语和通用符号GBJ132-90(4)建筑结构可靠度设计统一标准GB 50068-2001(5)建筑结构荷载规范GB50009-2001(6)建筑抗震设计规范GB50011-2001(7)钢结构设计规范GB50017-2003(8)网壳结构技术规程 JGJ 61-2003(9)网架结构设计与施工规程 JGJ 7-91(10)钢结构工程施工质量验收规范 GB50205-2001(11)建筑钢结构焊接技术规程JGJ81-2002(12)网架结构工程质量检验评定标准JGJ78-91(13)钢网架行业标准 JGJ75.1-75.3-91(14)厚度方向性能钢板 GB/T5313-85 (15)高层建筑结构用钢板 YB 4104-2000 1.3结构设计标准（1）建筑物设计基准期50年，设计使用年限为50年；（2）建筑结构安全等级一级，结构重要性系数为1.1；（3）建筑抗震设防类别：乙类，设计地震分组第二组。1.4 结构验算总控信息1.4.1 构件验算1.4.1.1 正常使用极限状态结构构件在正常使用极限状态下应满足下列公式的要求：Sd C式中 Sd 荷载效应设计值 (如变形、裂缝等)C 设计对该效应的相应限值1.4.1.2 承载能力极限状态1) 验算构件承载力极限状态时，对于非地震组合应满足：式中 0 结构构件重要性系数（本工程取1.1） S 荷载或作用效应组合设计值 R 结构构件承载力设计值2) 对于抗震设计，构件的承载力应满足下列要求：式中 RE 承载力抗震调整系数 S 荷载或作用效应组合设计值 R 结构构件承载力设计值1.5 计算模型本工程桁架结构杆件按梁单元计算；支撑采用只受拉桁架单元；采用MIDAS软件进行计算分析。结构形式及构件截面均为原设计截面，本计算书仅对原设计结果进行校核。图2 XX奥体钢结构计算模型分析中，钢结构进行整体计算分析，这样可以比较准确的考虑结构温度变化、地震反应等对网架结构的影响，以及屋面的各种荷载对结构的影响（这种整体分析模型是相对比较精确的模型）。由于XX奥体主体结构为东西两片独立且对称的罩棚结构，故有限元分析仅分析单片结构，计算模型如图2所示。1.6 杆件验算1、轴心受拉构件和轴心受压构件的强度按以下公式计算：轴心受压构件的稳定按下式计算： 2、弯矩作用在主平面内的拉弯构件和压弯构件，其强度按下列规定计算：弯矩作用在对称轴平面内（绕x轴）的实腹式压弯构件，其稳定性按下式计算：3、弯矩作用平面外稳定性按下式计算：94、主要受力杆件应力比控制到0.9。挠度按1/250控制。1.7 荷载荷载包括结构自重、附加恒荷载（屋面、墙面、点荷载）、活荷载、雪荷载、风荷载、温度荷载、地震荷载。 1.7.1 恒荷载(DL)(1) 钢构件自重 程序自动考虑(2) 附加屋面恒荷载 0.5 kN/ m2(3) 附加墙面恒荷载 0.15 kN/ m2(4) 附加悬挂点荷载(马道覆盖区域内节点) 10kN1.7.2 活荷载(LL)屋面活荷载取 0.50kN/ m2。1.7.3 雪荷载(S)屋面雪荷载按100年一遇取 0.50kN/ m2。1.7.4 温度作用(T)温度作用的温度取值是以使用期间某一时段的环境最高温度和最低温度与结构安装时的环境温度的差值。对本工程结构温差计算时取+30、-30。钢结构安装合拢时环境温度：20。1.7.5 地震作用(E)抗震设防烈度6度，地震设计分组第二组，50年超越概率63%时，特征周期0.38s；50年超越概率3%时，特征周期0.62s。根据建筑抗震设计规范：6度和7度地震区可不考虑竖向地震作用，8度和9度地震区应考虑竖向地震作用。由于本工程抗震设防烈度6度，南北最长处约330米，因此不考虑竖向地震和双向水平地震的耦合作用。1.7.6 风荷载(W)(1)基本风压按100年一遇取值0.50kN/ m2； 地面粗糙度B类；风荷载体型系数参照荷载规范及相似工程取值为：屋面取2.0；墙面取1.3。风振系数取1.6。(2)风荷载主要考虑两种加载形式：风荷载（+X）、风荷载（-X），如图3所示。墙面体型系数1.3风向一(+X)屋面体型系数2.0风荷载（+X）风向一(-X)屋面体型系数2.0墙面体型系数1.3 风荷载（-X）图3 风荷载加载形式1.8 荷载组合1、恒活：(1) 1.35D + 1.40.7 L(2) 1.D + 1.4 L2、恒活风：(3) 1.D + 1.4 L+ 1.40.6W(-X)(4) 1.D + 1.4 L+ 1.40.6W(+X)(5) 1.D + 0.71.4 L+1.4W(-X)(6) 1.D + 0.71.4 L+1.4W(+X)3、恒风：(7) 1.0D +1.4W (-X)(8) 1.0D +1.4W (+X)4、恒风温：(9) 1.2D +1.4W(-X) +1.40.6T(升)(10) 1.2D +1.4W(-X) +1.40.6T(降)(11) 1.2D +1.4W(+X) +1.40.6T(升)(12) 1.2D +1.4W(+X) +1.40.6T(降)(13) 1.2D +1.40.6W (-X) +1.4T(升)(14) 1.2D +1.40.6W(-X) +1.4T(降)(15) 1.2D +1.40.6W(+X) +1.4T(升)(16) 1.2D +1.40.6W(+X) +1.4T(降)5、恒温活：(17) 1.2D +1.4L +1.40.6T(升)(18) 1.2D +1.4L +1.40.6T(降)(19) 1.2D +1.40.7L +1.4T(升)(20) 1.2D +1.40.7L +1.4T(降)6、恒活温风：(21) 1.2D +1.4L +1.40.6W(+X)+1.40.6T(升)(22) 1.2D +1.4L +1.40.6W(+X)+1.40.6T(降)(23) 1.2D +1.4L +1.40.6W(-X)+1.40.6T(升)(24) 1.2D +1.4L +1.40.6W(-X)+1.4T0.6 (降)(25) 1.2D +1.40.7L +1.4W(+X)+1.40.6T(升)(26) 1.2D +1.40.7L +1.4W(+X)+1.4T0.6 (降)(27) 1.2D +1.40.7L +1.4W(-X)+1.40.6T(升)(28) 1.2D +1.40.7L +1.4W(-X)+1.40.6T (降)(29) 1.2D +1.40.7L +1.40.6W(+X)+1.4T(升)(30) 1.2D +1.40.7L +1.40.6W(+X)+1.4T (降)(31) 1.2D +1.40.7L +1.40.6W(+X)+1.4T(升)(32) 1.2D +1.40.7L +1.40.6W(+X)+1.4T (降)7、恒地震(33) 1.2(D +0.5S)+ 1.3Eh(+X)+1.40.2 W(+X)(34) 1.2(D +0.5S)+ 1.3Eh(+X)+1.40.2 W(-X)(35) 1.2(D +0.5S)+ 1.3 Eh(+Y)+1.40.2 W(+X)(36) 1.2(D +0.5S)+ 1.3Eh(+Y)+1.40.2 W(-X)注：重力荷载代表值=1.0恒载+0.5雪荷载1.9 模型特别说明本工程主体结构支座形式共有二类：外支座、内支座（图4），支座的约束条件均为固接。 （a）外支座（b）内支座图4 支座形式1.10设计软件本结构设计采用MIDAS/Gen V6.9.1。第二章 承载能力极限状态分析2.1构件应力分析图形结果图513为模型整体结构在单工况荷载作用下应力分析结果，从中可以看出风荷载和温度荷载对结构应力的影响都很大；图1445为模型整体结构在各荷载组合作用下应力分析结果。图5自重作用下结构应力分布图图6活荷载（雪荷载）作用下结构应力分布图图7附加恒荷载（屋面）作用下结构应力分布图图8附加恒荷载（墙面）作用下结构应力分布图 图9附加恒荷载（点荷载）作用下结构应力分布图图10风荷载（）作用下结构应力分布图图11风荷载（）作用下结构应力分布图图12升温作用下结构应力分布图图13降温作用下结构应力分布图图14荷载组合1结构应力分布图图15荷载组合2结构应力分布图图16荷载组合3结构应力分布图图17荷载组合4结构应力分布图图18荷载组合5结构应力分布图图19荷载组合6结构应力分布图图20荷载组合7结构应力分布图图21荷载组合8结构应力分布图图22荷载组合9结构应力分布图图23荷载组合10结构应力分布图图24荷载组合11结构应力分布图图25荷载组合12结构应力分布图图26荷载组合13结构应力分布图图27荷载组合14结构应力分布图图28荷载组合15结构应力分布图图29 荷载组合16结构应力分布图图30 荷载组合17结构应力分布图