体育馆六计算书毕业设计

'体育馆六计算书毕业设计目录哈尔滨工业大学毕业设计（论文）评语III哈尔滨工业大学毕业设计（论文）任务书VI摘要IAbstractII第一章绪论-1-1.1课题背景及研究的目的和意义-1-1.2研究内容-2-1.2.1建筑设计-2-1.2.2结构设计-2-1.2.3基础设计-3-1.3设计成果-3-第二章建筑部分-4-2.1本章概论-4-2.2设计条件-4-2.3总平面设计-5-2.4房间组成与人流组织-5-2.5观众厅的设计-6-2.5.1场地的设计-6-2.5.2观众厅观众席的设计-7-2.6辅助用房的设计-9-2.7屋面保温及排水设计-11-第三章结构设计-12-3.1结构设计类型-12-3.1.1屋盖类型-12-3.1.2网架选型-13-3.2.1网格尺寸-14-3.2.2网架高度-14-3.2屋面板的设计-15-3.2.1屋面板设计和选择应遵循的原则-15-3.2.2压型钢板的优点-15-3.2.3计算-15-3.3檩条的设计-18-3.3.1荷载汇集-18-3.3.2内力计算-19--3- 3.3.4截面选型-19-3.3.5确定有效截面和验算强度-20-3.3.6稳定验算-22-3.3.7挠度验算-22-3.3.8刚度验算-22-3.4网架及上部结构计算-22-3.4.1荷载汇集-22-3.4.2支座沉降作用-24-3.4.3节点力的计算-24-3.4.4荷载效应组合-25-3.4.5内力计算-26-3.4.6杆件截面选择-27-3.4.7节点设计-31-3.4.8计算结果校核-34-3.4.9支座节点设计-35-3.3.5下部看台框架的设计-40-第四章基础设计-68-4.1设计依据-68-4.1.1地基基础方案的概念-68-4.2基础设计-68-4.2.1工程地质资料-68-4.2.2设计依据-71-4.2.3桩的设计-73-结论-83-参考文献-85-哈尔滨工业大学本科毕业设计（论文）原创性声明-87-致谢-88-附录：外文文献翻译-89--3- -3- 第一章绪论1.1课题背景及研究的目的和意义在中国,经济快速发展，居民收入不断提高，居民生活水平稳步提升，居民生活娱乐消费升级的宏观背景下，体育产业迎来了“全民体育”时代。作为体育产业发展重心的体育场馆业也顺势得以快速发展，并普遍被认为是发展潜力巨大的朝阳产业。体育场地的发展规模和水平是一个国家经济发展水平和社会文明程度的重要标志之一，它的发展水平与社会生产力、经济、科学技术水平、政治文化的发展息息相关，紧密相连，是各历史时期国家政治经济及国力强弱的重要参考标志。体育设施是体育事业发展的物质基础，是普及群众体育运动，提高竞技体育水平的关键因素之一。我国改革开放的深入，生产方式和生活方式的急速转型，人们正步入休闲时代，闲暇时间正在迅速增加，人们价值观念的深刻转变，人们对体育文化、体育休闲、体育健身的需求大大增强。我国体育场地的绝对数量比较丰富，但是相对数量不足，尤其区域体育场地的分布具有更大的差异。由此可见，尚待开发的地区体育场地建设业具有较大的投资开发潜力。体育建筑是服务于体育活动的建筑设施，随着人民生活水平的不断提高，人们越来越意识到体育锻炼对于身体健康及强健体魄的重要性，各种体育场馆的建设也因此应运而生，蓬勃发展。为不断发展体育事业，我国兴建了许多体育运动场馆，本设计题目为在哈尔滨拟建一区级体育馆，本建设主要用于篮球、排球、体操等项目训练，以及体育教学、竞技比赛。利用此次设计过程，尽可能多地掌握体育馆建筑的设思路和流程。弄清确建筑与结构之间关系，选择合理的结构形式，合理以及布置结构。并且学会运用相关的建-109- 计和结构设计规范进行设计，掌握一种大跨钢结构的计算方法及构造方面的要求。为以后的设计工作打下一定基础。1.2研究内容1.2.1建筑设计建筑设计部分本着适用、经济、安全、美观的原则，结合体育馆自身的特点来进行计，通过对各种空间结构的分析比较，本设计屋盖部分采用网架结构，支承分混凝土柱，屋面选用铝合金压型钢板，立面采用混凝土空心砌块及塑钢窗。1.2.2结构设计结构设计内容：（1）结案的确定：屋盖选型，檩条及压型钢板的验算；（2）屋盖钢结构杆件的选型和验算以及球节点验算；（3）支座设计及验算；（4）下部看台部分框架的计算；（5）框架平法施工图的绘制。屋面部分选用双压钢板，檩条为C型檩条，屋盖各部分节点采用焊接球节点。由于屋盖部分采用正放四角锥平面网架结构，材料选用圆钢管，属于高定体系，所以内力计算采用MST软件建模计算，配筋通过手算验算完成。框架部分选取简化一榀框架，采用PKPM软件中的PK进行建计算，同样配筋通过手算验算完成。-109- 1.2.3基础设计地基基础设计的主要内容有：（1)确定地基基础设计等级；（2)建筑基础所用材料及基础的结构形式；（3)基础的埋置深度；（4)地基土的承载力；（5)基础形状的确定和布置方式，以及与相基础和地筑物，地下管道的关系；（6)上部结构的类型、使用要求及其对不均匀沉降的敏感度；（7)地震区还要考虑地基与础的抗震。基础部分选择桩基础形式，并手算进行其截面及配筋等相关设计验算工作。1.3设计成果完成设计计算书（论文），并绘制相应的图纸。-109- 第二章建筑部分2.1本章概论随着经济发展以及人民生活水平的不断提高，各种体育建筑的建设也蓬勃发展，为了不断发展体育运动，我国兴建了许多体育运动场馆，本设计的题目为拟在哈尔滨新建一区级体育馆，本场馆主要供篮球、排球、体操等各项项体育训练比赛及集会文艺演出。2.2设计条件1.基本条件建设场地地势平坦，场地大小及环境附后土壤冻结深度2米，主导风向西南地址地下水情况见地质资料供热、给水、排水等与城市系统联网2.建筑组成与面积分配（1）观众2000座（包括主席台、裁判席）可设置少量活动看台。（2）比赛场地：34m×44m（体操每边加2米）（3）附属房间分配观众用房：休息厅600平方米厕所男女各50平方米小卖部运动员、裁判用房：运动员休息室13平方米×4厕所淋浴30平方米×2裁判休息室12平方米贵宾用房休息室25平方米服务间-109- 设备、管理用房：灯光控制、广播、配电、器材库、办公等3.地段环境：见附2.3总平面设计体育馆属于需要容纳大量观众和运动员等其他相关其他人员，并在同一时间进散的场所，因在进行体育馆总平面布置时应注意合理协调疏散口与走廊、通道、道路之间的关系，以便于人流、车流的疏散、撤离，同时还要避免在体育馆使用时大量人流和车流影响城市交通的问题。当体育馆位于街口位置时，外出口应尽量避开交叉路口，以利于避免干扰城市交通。在进行总平面设计时，常将群众使用部分（包括疏散场地、交通道路、车辆存放场地）与贵宾、运动员、管理人员、记者等的使用部分（包括交通道路、停车场等）进行明确分区，从而避免人们之间人流和车流的相互扰，当然也要注意他们之间的联系。体育馆外应设观众疏散缓冲用地和停放车辆、自行车场地，其面积可按当地具体条件确定，也可按每位观众0.5m2计算。本设计考虑多种因素后的总平面设计详见总平面图。2.4房间组成与人流组织体育馆的房间组成大致可为两大-109- 分。一部分是观众厅，其中包括场地、观众席（包括普通观众席和贵宾席）和裁判席。另一部分是其他用房，其中包括观众用房、贵宾用房、运动员用房以及技术设备用房等。观众厅属于体育馆的主要部分，它的规模尺寸由场地的类型和观众的人数共同决定，其他功能用房的配置数量根据体育馆的使用性质、标准以及所处的自然条件等进行确定。体育馆的群众用房包括观众休息、厅卫生间、小卖等；运动员用房包括休息室、更衣室、淋浴室、厕所、医务室等；组委会用房包括组委会办公室、裁判室等；新闻媒体用房包括媒体办公室、新闻发布大厅、转播室、记者室等；工作人员用房包括安全控制中心、保卫室、会议室等；管理及设备用房包括仓库、电机房、电气设备控制室等。（1）观众流路线观众人流为体育馆的主要人流，观众先经过检票口到达观众休息厅，然后进入观众席，其他时间可以进入休息厅，休息厅内设有厕所等服务设施。（2）贵流路线贵人流设单独出口，贵宾经贵宾休息室进入观众厅内的贵宾席（主席台），在贵宾休息室设有厕所等服务设施。（3）运动员人流路线运动员从单独设置的出入口通行于运动员休息室、更衣室，再经过检录厅整队进入比赛场地（4）工作人员人流路线工作人员包括为演出、比赛作服务工作的人员和后勤管理人员，应为工作人员设置单独出入口，并且此出入口应方便与全馆各处联系。为了保证人身安全和方便管理，设计时选择将不同的人流路线分开，以避免人流相互交叉干扰。一般情况，贵宾、运动员、工作人员的用房应划归为体育馆的内场，观众用房划归为体育馆的外场。内外场应该明确分开。2.5观众厅的设计2.5.1场地的设计-109- 观众厅的场地大小指的不是个别体育项目比赛场地的尺寸大小，指的是观众席所包围的范围的尺寸。观众厅的场地由体育比赛场地及缓冲带两部分组成。场地的尺寸根据使用要求来确定。若场地尺寸设置过小，用性会降低，从而降低体育馆的使用率；但是如果场地尺寸设置过大，虽然可进行的比赛项目变多，通用性增强了，但屋盖的跨度需要增大，提高设计难度，而且会造成浪费。在这次设计中，采取多功能Ⅱ型场地，以两个篮球场为基础，场地规模较大，平时训练可同时使用两个篮球场。在大场地内举行小场地运动项目的比赛时，一般采取在场地内设置活动看台的方法，使比赛场地变小，同时能够增加观众席的数量。2.5.2观众厅观众席的设计观众厅的设计以使观众取得良好的视觉质量为目的，而且要使观众集散满足安全疏散要求。视线设计为观众创造良好的视觉质量是观众席设计部分的重重中之重，同时视觉质量对观众厅平面形状以及长宽比例的确定起着决定性作用。视觉质量的好坏指的是观众在不同方位、不同高度和距离的席位上，观看运动员和体育运动的辨识能力和清晰度。影响视觉质量的因素视距：观看者眼睛与被视物之间的水平距离，视距越小，清晰度就越高，视觉质量也越好。方位角：是指眼点和场地中心连线的水平投影与比赛场地短边的夹角。方位角越小，则辨别运动员沿场地长轴方向活动的能力越强，而辨别运动员沿场地短轴方向活动的能力越弱。由于在大多数球类比赛中运动员主要沿场地长轴方向运动，因此方位角越小视觉质量就越好。-109- 高度角：是指视线与比赛场地的夹角。高度角越小，辨别运动员前后活动的能力越弱，辨别上下活动的能力越好；高度角越大，则辨别前后运动的能力越好，辨别上下活动的能力越弱。设计中高度角一般情况下控制在30°以内，本设计满足要求，由于此时观众都能较好的辨别高度，所以可以忽略高度角对视觉质量的影响。视线无阻碍性：是指眼点和视点之间不被人或物阻挡。此次设计的是一个中小型体育馆，要求设置的观众席数量相对较少，所以采取将观众席布置在场地四周的方式进行布置。视距、方位角、高度角都满足建筑要求，需要重点关注的是观众视线设计以及看台坡度，视线无阻碍性，即剖面视线设计。剖面视线设计为了保证观众席能有良好的视觉质量，除要合理设计观众席平面外，看台的剖面部分则要通过视线设计以解决视线无阻碍及控制看台坡度的问题。本设计视点定在篮球场地边线的地面上，为了充分利用空间，第一排看台台阶高度3.0米，一层七排坐席阶高500mm，深度取850mm，采用逐排计算法验证后排视线设计均满足要求。观众席的平面设计观众席的布置观众席在场地四周分布，适用于中等观众人数的情况，此次设计的是一中小型体育馆，所以采用此方式。观众席的设计观众席的宽度及类型取决于我国成年人平均肩宽，一般成年男子肩宽为420mm，成年女子肩宽为387mm，综合考虑取坐席宽度为480mm，前后深度取500mm。此外，本设计采用带靠背座椅，不用扶手，且能自动翻转。贵宾席的位置选在观众厅视觉质量最好的位置，不带茶桌，座椅台阶深度为90mm，主席台坐席宽度为50cm疏散设计疏散设计重点在于使体育馆内的观众在遇到紧急情况时能安全、迅速撤离。-109- 允许疏散时间指建筑物发生火灾等意外事故时，建筑物内部的全部观众、工作人员安全撤离建筑物所需的时间。允许疏散时间是决定体育馆安全疏散设计，确定观众出入口宽度和数量的重要数据。决定疏散时间的两个因素：当建筑物内发生火灾时，因浓烟弥漫及空气温度的升高，达到了能够引起观众窒息或烧伤的程度所需的时间。由于火灾造成的结构破坏使建筑物发生倒塌或出现能够导致人受伤的破坏所需的时间。前者和建筑物的空间体积大小有关，后者和建筑物本身的耐火等级有关，对于体育馆建筑疏散时间，主要是根据后者确定的。本设计属于大跨度钢结构，耐火极限是0.25小时，耐火等级属于一、二级，离开观众厅的允许疏散的时间小于等于4分钟。观众人数2000人，每股人流的通行能力取40人/分钟，单股人流通行宽度为0.5m，故疏散口的总宽度：B=2000×0.5÷40÷4=6.25m本设计共设有6个3.6m宽的疏散口，观众厅的疏散口总宽度大于6.25m，满足疏散要求。2.6辅助用房的设计辅助用房指的是除供观众使用的观众厅之外的其他用房，辅助用房包括贵宾、裁判员、运动员、新闻工作者、观众以及服务管理人员等的用房。观众用房休息厅休息厅是供观众中场休息时使用的场所，它直接与观众厅相连，休息厅与服务管理人员房间要便于联系。休息厅的布置要与观众厅坐席的分布情况相对应，面积应相对集中，以便于管理，同时同一层的休息厅应连成一体，这样利于使用，休息厅的面积按每个坐席对应0.2或0.3m2进行计算。本设计中每侧观众厅对应设有一个休息大厅，完全满足要求-109- 厕所厕所设置在休息厅内，每个厕所设置两个出入口，这样有利于提高厕所的利用率。采用机械通风，厕所面积以及卫生间洁具数量的依据下列指标确定：观众每1000人，男厕对应面积为35m2，大便器3个，小便器7个，女厕面积为28m2，大便器5个。本设计每侧设有一男厕一女厕，面积均为64m2。小卖部小卖部设置在一楼各主要入口，通过结合柱网的布置来确定合理的尺寸。贵宾用房贵宾用房包括供贵宾休息的贵宾休息室及相应的服务设施用房。休息室面积按照每位贵宾占0.5~1m2来确定。贵宾用房应与其他人员用房严格分开，但也应该便于联系。运动员用房运动员用房包括休息室、更衣室、男女沐浴间、厕所和检录处等。运动员休息室运动员休息室主要供运动员赛前开会、更衣、休息和存放物品使用。以篮球队为准，一般每个休息室容纳20人左右，通常每比赛单元每队1~2间，每间30~40m2，最多4队参加，所以共需4~8间。淋浴室一般休息室设男、女运动员淋浴室个一套，每一套更衣柜10~20个，喷水龙头6~10个。厕所运动员厕所一般与内部人员，新闻记者等合用，所以可根据体育馆内场平面设计难男、女厕所1~2套，且多与淋浴间布置在一起。男厕所设大便器及小便斗各不少于2个，女厕所设大便器3个。检录处检录处是运动员赛前点名和赛后登记成绩的场所，一般布置在比赛场地入口处。-109- 裁判员用房一般体育馆不设裁判员用房，可设一些活动房间，临时作为裁判员休息、更衣室。新闻系统用房主要包括接待、拟稿和暗示等房间，需要工作间1~4个。应尽量接近场地，与运动员、贵宾用房有着方便的联系。器材库器材库的设计要有足够的面积，还要解决好器材的垂直和水平运输问题以及通风问题。行政办公用房除值班室外，办公用房一般尽量不设在体育馆内，以利于对外联系方便和减少对主场地的干扰。2.7屋面保温及排水设计屋面保温采取在双层压型钢板中间设置保温层的做法，这样既满足了承重方面的要求，又可以满足保温、隔音和防水方面的要求。屋面排水采用有组织双坡排水，排水方向避开观众主要的出入口。-109- 第三章结构设计3.1结构设计类型3.1.1屋盖类型体育馆的跨度为80m，属于大跨度结构，是较特殊的建筑结构类型所以普通的平面结构不能满足要求，所以本次体育馆设计屋盖结构部分采用平面网架结构，网架结构具有以下特点：（1）结构组成灵活多样，又有高规律性，便于采用，并可适应各种建筑方面的要求。网架结构的组成虽有一、二十种之多，但每一种都十分规则，其布置极易掌握，这就大大方便了设计工作者。网架高度内的空间可以用以设计管道等设施。网架结构亦可适应各种支撑条件和各种建筑平面形状，能够满足公共建筑和工业厂房的要求。（2）节点连接简便可靠。近年来网架节点及其部件已逐步做到定型化、工厂化、商品化，不仅简化了节点连接的制作和安装，而且保证了节点的受力性能，质量可靠。这对进一步推动网架结构的应用起到了积极地作用。（3）分析计算成熟，已经采用计算机辅助设计。网架结构的杆件一般均为钢杆件，主要受轴心力作用，对于这种杆件的设计在理论上已经十分成熟。对于这种杆件的分析计算，由于结构力学的发展，也已十分可靠，因此我国目前已经有多种计算网架结构的通用程序和计算机辅助设计软件，并大大缩短了设计周期。（4）加工制作机械化程度高，并已全部工厂化。网架结构的杆件和节点比较单一而且定型化，因此都可以在工厂中成批生产，并采用机械加工，这样既保证了加工质量又缩短了制作时间，明显优越于其它类型空间结构的加工制作。-109- （5）用料经济，能用较少的材料跨越较大的跨度。网架结构是一种三向受力的结构体系，空间交汇的杆件互为支撑，将受力杆件与支撑系统有机地结合起来，杆件又主要承受轴力作用，因而用料经济，刚度较大，适用于跨度较大的情况。（6）适应建筑工业化，商品化的要求。目前我国已编制有使用范围较广的焊接空心球节点和螺栓球节点网架结构的定型设计，并有专业工厂生产。因此，可以根据需要直接选购。由上可以看出，，网架结构无论在结构上还是经济上都是比较适用于大跨空间结构的。3.1.2网架选型平面网架的结构形式很多，目前国内外常用的网架结构，可分为三大类，十三种具体的网架形式：（1）平面桁架网架a.两相正交正放网架：由两个方向的平面桁架交叉组成。b.两相正交斜放网架—也是由两个方向的平面桁架交叉而成，能形成良好的空间受力体系。c.两相斜交斜放网架—也是由两个方向的平面桁架交叉组成的，构造复杂且受力性能不理想只有当建筑要求长宽两个方向的支承间距不等时才采用。d.三向网架—是由三个方向的平面桁架相互交叉组成的，受力性能很好，整体刚度也较大，但是三向网架每个节点处汇交的杆件数量较多，最多达十三根，故节点构造比较复杂。e.单向折线型网架是由一系列平面桁架互相倾斜交成V形而形成的。呈单向受力状态，故适宜在较狭长的建筑平面中采用。（2）四角锥体系网架a.正放四角锥网架—以倒置的四角锥体为组成单元，将各个倒置的四角锥体的底边相连，再将锥顶用与上弦杆平行的杆件连接起来，即形成正放四角锥网架。空间刚度较大，受力比较均匀，屋面及规格少，便于起拱和屋面排水处理。b.正放抽空四角锥—-109- 杆件数目较小，构造简单，经济效果好，但抽空后下弦杆内里增加。c.斜放四角锥网架—网架受力合理，能充分发挥杆件截面的作用，耗钢量较省，节点构造简单。d.棋盘形四角锥网架—上弦杆短，下弦杆长，屋面构造简单。（3）三角锥体系网架a.三角锥网架—受力比较均匀，整体刚度较好，一般适用大中跨度及重屋盖的建筑物。b.抽空三角锥网架—刚度不如三角锥网架，适用于中小跨度的轻屋盖建筑。c.蜂窝形三角锥网架—受力比较合理，杆件数和节点数都较小，适用于中小跨度的轻屋盖上。本设计体育馆平面形状为边长比近似于1的正方形，网架采用周边支撑，宜选用斜放四角锥网架，棋盘形四角锥网架，正放抽空四角锥网架，也可考虑两向正交斜放网架，两向正交正放网架。正放四角锥网架耗钢量较其他网架高，但杆件标准化程度比其他网架好，目前采用较多。综合考虑各种因素最后选择正放四角锥网架作为本设计屋盖结构形式。网架尺寸为，柱距为8m。3.2.1网格尺寸网架短跨L=72m，上弦网格尺寸a=（1/12~1/20）L=4~6.7m,上弦网格数n=（6～8）+0.07L=11.6~13.6格（L=72为网架短向跨度），拟取网格尺寸为4m×4m。3.2.2网架高度网架高度h=（1/14~1/20）L=4.0~5.7m,跨高比S=（13～17）－0.03L=10.6～14.6，拟取h=4m，跨高比S=80/5=16,-109- 3.2屋面板的设计3.2.1屋面板设计和选择应遵循的原则应优先采用彩色镀层卷板和镀锌钢卷板。应优先选用压型钢板定型产品。在满足建筑功能、承载要求和方便施工前提下，注意节约材料，提高屋面覆盖率和产品使用寿命。3.2.2压型钢板的优点压型钢板成型灵活，自重轻，强度高，刚度大，防水性和抗震性均良好，施工速度快和安排方便，易于维护更新。3.2.3计算考虑到屋面隔热的要求，采用双层压型钢板，上面用岩棉作保温材料。压型钢板承受屋面活荷载和风荷载，岩棉重量及自重，计算时按照多跨连续板计算。压型钢板的计算：恒荷载：压型钢板自重保温材料自重合计：活荷载：不上人屋面，屋面均布活荷为雪荷载：哈尔滨地区50年基本雪压-109- ，故积雪系数取为：。活荷载与雪荷载取最大值风荷载：哈尔滨地区50年基本风压：阵风系数取为：。风压高度变化系数：建筑高度大约20m，取地面粗糙程度为C类，查表后经线性内插得：。按照《建筑结构荷载规范》局部风压体型系数在-1.2~-2.0之间，取。施工检修荷载：，作用于压型钢板跨中，转化为均布面荷载荷载组合：永久荷载设计值+可变荷载设计值取永久荷载设计值+施工检修集中荷载设计值-109- 取永久荷载设计值＋风吸力荷载设计值综上最不利荷载为第一种根据《常用压型钢板产品规格表》上层屋面选取YX130-300-600（宜用于大跨度屋面），板厚t=0.8mm。时，按照连续板计算时其压型板最大允许檩距为6.3m，实际跨度为2m，满足要求。同理下层屋面板选用YX28-300-900(Ⅱ)，展开宽度：1200mm，厚度0.8mm-109- 强度和挠度验算满足要求3.3檩条的设计选用冷弯薄壁卷边槽钢檩条，Q235-BF钢制作。特点：冷弯薄壁卷边槽钢檩条(C形)的截面互换性大，应用普遍，用钢量省，制造和安装方便。目前常用檩条跨度m，荷载较小的平坡屋面中。适用于屋面坡度的情况。由于本次设计的屋架网格尺寸较大，所以屋面檩条按照轻钢结构原理进行设计计算。计算简图：图3-3檩条计算简图3.3.1荷载汇集风荷载较小，永久荷载与风荷载组合不起控制作用，考虑永久荷载与屋面活荷载组合，其中可变荷载起控制作用。-109- 恒荷载设计值：次檩传来（折算为集中荷载）：主檩自重（折算为均布荷载）：合计跨中弯矩：可变荷载设计值：次檩传来（折算为集中荷载）：檩距大于1m，跨度大于4m，不需考虑施工检修集中荷载。合计跨中弯矩：3.3.2内力计算内力计算采用单跨简支梁的叠加原则进行，3.3.4截面选型主檩采用两个才C型槽钢合并在一起共同承受弯矩。如图选用型C型檩条截面特性：每个檩条承受的弯矩为-109- 3.3.5确定有效截面和验算强度截面应力受压构件的稳定系数腹板腹板为加劲肋板上翼缘板上翼缘为部分加劲肋受压板件的有效宽度腹板；；c=50mm；b=140mm；t=2.5mm；计算板组约束系数：-109- 由，则，；所以截面有效宽度为上翼缘板；；c=140mm；b=50mm；t=2.5mm；计算板组约束系数：由，则，；所以截面有效宽度为下翼缘板下翼缘板全截面受拉，故其全截面有效。有效净截面模量-109- 上翼缘板与腹板的扣除面积宽度均为零，所以此截面全截面有效，因构件截面无孔洞削弱不需计算其强度。3.3.6稳定验算次檩能阻止主檩受压翼缘侧向失稳和扭转，且风吸力过小，不起控制作用，所以不需进行稳定性验算。3.3.7挠度验算由电算知挠度很小，满足要求。3.3.8刚度验算满足要求3.4网架及上部结构计算3.4.1荷载汇集屋面恒荷屋面板自重（含保温层）：主次檩条自重：支托：灯光马道荷载：空调管道设备：合计上弦恒荷：，下弦恒荷：-109- 屋面活荷屋面均布荷雪荷取两者较大者，垂直于网架的风荷温度荷载作用于网架上的温度作用会产生很大的附加应力，因此必须在计算和构造措施中予以考虑，考虑温度差（结构施工安装时的温度与使用过程中温度的最大差值）。地震荷载各抗震设防类别建筑的抗震设防标准，应符合下列要求：甲类建筑，地震作用高于本地区抗震设防烈度的要求，其值应按批准的地震安全性评价结果确定；抗震措施，当抗震设防烈度为6~8度时，应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求，当为9度时，应符合比9度抗震设防更高的要求。乙类建筑，地震作用应符合本区抗震设防烈度的要求；抗震措施，一般情况下，当抗震设防烈度为为6~8度时，应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求，当为9度时，应符合比9度抗震设防更高的要求；地基基础的抗震措施，应符合有关规定。对较小的乙类建筑，当其结构改用抗震性能较好的结构类型时，应允许仍按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震措施。丙类建筑，地震作用和抗震措施均应符合本地区抗震设防烈度的要求。-109- 丁类建筑，一般情况下，地震作用仍应符合本地区抗震设防烈度的要求；抗震措施应允许比本地区抗震设防烈度的要求适当降低，但抗震设防烈度为6度时不应降低。该工程建设地点处于7度地震设防区采用周边支撑。Ⅱ类场地，根据《网架结构设计与施工规程》，此网架结构可不进行水平抗震验算和竖向抗震验算。3.4.2支座沉降作用本工程采用板式橡胶支座，允许网架在温度下产生侧移，因此不考虑支座沉降作用引起的应力。3.4.3节点力的计算节点受力分类（如下图示）：面荷载向节点荷载的转换上弦节点恒荷载：角节点1：-109- 边缘节点2：中间节点3：上弦节点活荷载：角节点1：边缘节点2：中间节点3：上弦节点风荷载：角节点1：边缘节点2：中间节点3：下弦节点恒荷载：角节点1：边缘节点2：中间节点3：3.4.4荷载效应组合根据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001），对于基本组合荷载效应组合的设计值S应从下列组合值中取最不利值确定。由可变荷载应控制的组合式中—永久荷载的分项系数；-109- —第个可变荷载的分项系数，其中为可变荷载的分项系数；—按永久荷载标准值计算的荷载效应值；—按可变荷载标准值计算的荷载效应值，其中为诸可变荷载效应中起控制作用者；—可变荷载的组合系数，应分别按各章的规定采用；—参与组合的可变荷载数由永久荷载应控制的组合本设计采用可变荷载效应控制的以下10种组合：（1）[1.2][静]+[1.40][活]+[0.84][温(+)]（2）[1.2][静]+[1.40][活]+[0.84][温(-)]（3）[1.2][静]+[1.40][风]+[0.84][温(+)]（4）[1.2][静]+[1.40][风]+[0.84][温(-)]（5）[1.00][静]+[1.40][风]+[0.84][温(+)]（6）[1.00][静]+[1.40][风]+[0.84][温(-)]（7）[1.35][静]+[0.98][活]+[0.84][温(+)]（8）[1.35][静]+[0.98][活]+[0.84][温(-)]（9）[1.35][静]+[0.84][风]+[0.70][温(+)]（10）[1.35][静]+[0.84][风]+[0.70][温(-)]3.4.5内力计算基本假定-109- 网架结构是一种高次超静定结构，要安全精确地分析它的内力及变形是相当复杂和困难的。采用一些计算假定，忽略某些次要因素的影响使计算工作得以简化。计算假定愈接近实际结构，计算的精确度愈高。网架结构计算方法很多，计算假定各有不同，其基本假定可归纳为：节点为铰接，杆件承受轴力；按小挠度理论计算；按弹性方法分析内力计算过程网架内力计算应用MST2008软件进行计算，过程如下：在MST2008中建立三维网架模型导入MST2008进行分析进行荷载效应组合及对网架进行加荷得到网架杆件的内力及其支座的反力使用MST2008的分析结果绘制施工图3.4.6杆件截面选择网架杆件主要受轴向力作用，按轴心受压杆或轴心受拉杆设计杆件的截面选择原则大体如下：每个网架所选截面规格不宜过多宜选厚度较薄的截面，使杆件在同样截面条件下，可获得较大截面回转半径，对杆件受压有利选择市场能够供应的规格钢管出场一般均有负公差，故选截面时应适当留有余量。本设计网架杆件材料采用圆钢管，拟采用Q235钢无缝钢管。（5）本次工程跨度较大，对于双层网架的用钢量宜控制在50kg/㎡的水平上。杆件截面材料库如下：-109- 杆件允许最小截面尺寸：《网架结构设计与施工》规定，网架杆件最小截面尺寸不宜小于，否则将产生出弯曲。结构重分析及收敛条件：网架是一个高度超静定结构，结构内力及内力分布于结构刚度有关。当采用一组初选截面内里分析之后，再根据所的内力进行截面设计。必有一定数量与初选截面有所不同，那么结构的内力必须随着截面的变化而改变，就必须考虑对网架在一次进行分析。将第二次所选的截面回带入程序中便可以得到新的内力。在根据新的内力进行截面设计。如此循环。经验证明，对于大多数情况下，若采用被修改截面杆件数不超过百分之五，则可以得到满意的效果。实际上只循环三到四次即可，次数多会使网架的刚度分布发生较大变化，产生刚度集中导致备选杆件无论如何调整都无法合格。杆件截面验算参数设计计算长度：弦杆：腹杆：这里均偏于安全地假设：面积：惯性矩：回转半径：长细比：-109- 正则化长细比：——屈服时长细比稳定系数：截面选择公式压杆：拉杆：——压杆稳定系数——计算长度系数——最小回转半径运用MST2008将截面内力结果导出任意抽选几根具有代表性的受压杆件，受拉杆件进行校核2132号杆件，边斜腹杆，受压，轴力，长度，程序选择截面为。杆件参数：。查表：-109- 。2058号杆件，中斜腹杆，受拉，轴力，长度，程序选择截面为。杆件参数：。454号杆件，中上弦杆，受压，轴力，长度，程序选择截面为。杆件参数：。查表：。1301号杆件，中下弦杆，受拉，轴力，长度，程序选择截面为。杆件参数：-109- 。在上述几种杆件的验算中，杆件的刚度、强度均能满足条件。除此之外还进行了其他几根杆件的抽检。结果均能满足要求。3.4.7节点设计节点类型及选择条件网架的节点系空间节点，汇集的杆件数量较多，且来自不同方向，构造比较复杂。网架节点设计应满足以下节本要求：牢固可靠，传力明确简捷。构造简单，制作简便，安装方便。用钢量省，造价低。构造合理，使节点尤其是支座节点的受力状态符合设计计算假定。球的规格较少，最多不宜超过三到四种，以便于施工。本设计中，由于杆件内力较大，因此选用焊接空心球节点。这种节点是用于钢管连接，构造简单，传力明确，连接方便。对于圆钢管，只要切割面垂直杆件轴线，杆件就能在空心球上自然对中而不产生节点偏心。由于球体无方向性，可与任意方向的杆件相连，当汇交杆件较多时，其优点更为突出，因此它的适应性很强，可以适应任何形式的网架结构，也可以适应网壳结构。焊接空心球节点是两块圆钢板经过加热，压成两个半圆球，然后相对焊接而成，当球径大于或等于300mm，杆件内力较大时，可在球内加衬环肋，此肋应与两个半球焊牢，从而达到提高承载力的目的。这种节点的优点是构造和制造较简单，球体外型美观、具有方向性，可以连接任意方向的杆件。球节点的规格需满足如下两个条件：-109- 构造条件几何条件对于相交于同一节点的任意两根杆，直径分别为，，则所选的空心球直径应满足如下条件：　　　　　　式中：　两根杆件的外径；　　　　　　相邻两杆件间的夹角（弧度）；　　　　　　空心球外径；　　　　　管间净距，。空心球外径应根据杆件内力由计算确定空心球外径与其壁厚的比值，一般可取25-35，空心球壁厚与钢管最大壁厚的比值一般可取1.2-2.0，空心球壁厚一般不宜小于4mm。空心球外径等于或大于300mm，且杆件内力较大需要提高承载力时，球内可设肋板，其壁厚不应小于球壁厚，内力较大的杆件应位于肋板平面内。承载力条件对于直径为的空心球节点，其容许承载力可按下式计算：　　受压空心球：　　　受拉空心球：　式中：受压空心球设计承载力；　　　受拉空心球设计承载力；-109- 　　　　空心球外径；　　　　空心球壁厚；　　　　钢管外径；　　　　钢材抗拉设计强度；　　　　受压空心球加肋承载力提高系数，未加肋加肋；　　　　受拉空心球加肋承载力提高系数，未加肋加肋。球节点材料库如下：本工程跨度较大，经过计算后发现节点受力较大，如果选用常用的螺栓球节点恐不能满足要求。所以本工程全部采用大球径的焊接球节点。并在受力较大节点对焊接球加肋。所选规格如下：球节点验算选取一下弦的节点，电算选取的球节点为。经计算：腹杆间的夹角为腹杆与下弦杆间的夹角为下弦杆间的夹角为简图如下：-109- 最小尺寸验算如下：满足最小几何尺寸的要求。承载力验算如下：满足承载力的要求，所以程序所选的该节点满足条件。3.4.8计算结果校核网架挠度校核根据荷载标准组合，有mst2008计算得：-109- ，满足要求。网架用钢量计算满足要求3.4.9支座节点设计此设计采用的是正交正放四角锥网架，支座全部受压。故此设计全部采用了板式橡胶支座形式。特点：板式橡胶支座节点构造简单、经济，安装方便，且具有一定隔震效果，利于网架结构抗展，较早用于桥梁结构，近年来在网架结构中得到愈来众多的应用。板式橡胶支座是由多层橡胶片和薄钢板粘合硫化而成。它除了能将上部网架结构的垂直集中压力传给柱、墙或梁外，还能适应网架所产生的切向、法向方向水平位移和转角，从而可以有效地减小网架的温度应力和网架对下部支承结构的水乎推力。因此，该支座适用于温度应力影响显著的大、中跨度网架结构。下部支承柱采用的是混凝土柱初选截面为角柱尺寸与其余柱子相同取为。支座高度主要由杆件的截面确定，而所有支座节点是处于同一平面的。确定底板尺寸和厚度底板面积计算:支座底板净面积：采用混凝土，偏于安全取取支座底板面积为：-109- 锚栓4个，其中锚栓直径：则锚栓孔的直径：此时满足要求。底板厚度确定　　底板计算简图：图3-5底板计算简图底板均布支反力：，，查表得，单位宽度弯矩为：-109- 支座底板的厚度为：，取连接焊缝的计算加劲肋的高度和节点板高度相同，加劲肋的厚度取和节点板厚度相同，取厚度。为避免三条互相垂直的焊缝交于一点，加劲肋底端应切角。加劲肋可视为支承在节点板上的悬臂梁，一个加劲肋所受的剪力通常取支座反力的。加劲肋与节点板的竖向连接焊缝同时承受剪力和弯矩。加劲肋和节点板高度取，焊缝取。剪力为：弯矩为：竖向焊缝计算长度为：水平焊缝总计算长度为：加劲肋与节点板之间的竖向焊缝验算：满足要求。-109- 节垫板与底板之间、加劲肋的水平焊缝承受全部支座反力，验算如下：满足要求。支座锚栓的选取对于板式橡胶支座与下部支承结构连接，锚栓直径一般取不小于，个数为个。本设计中，各个节点支座均未出现拉力，因此按照构造要求选取4个直径的锚栓。橡胶垫板设计橡胶垫板尺寸的选取橡胶垫板尺寸取，平面尺寸验算：,满足要求。橡胶垫板的厚度：由网架支座要求水平方向最大位移确定。最大水平位移值u不应超过橡胶层的允许剪切位移即：取满足橡胶垫板变形验算：橡胶垫板的弹性模量较低，在外力作用下支座会发生转动，从而引起较大压缩变形，根据构造要求-109- 式中——橡胶垫块平均压缩变形；——支座处网架的转角。平均压缩变形满足要求。抗滑移验算：橡胶垫板在水平力作用下不会发生滑移，此时按下式进行抗滑移验算：式中——乘以荷载分项系数0.9的永久荷载标准值引起的支座反力；——橡胶垫板与接触面之间的抗滑移系数，与钢接触时取，与混凝土接触时取；——橡胶垫板的抗剪模量。支座滑动力支座抗滑力满足要求。-109- 3.3.5下部看台框架的设计本设计选择一榀标准看台框架，混凝土采用C30，纵筋采用HRB400级，箍筋采用HRB400级。建立框架模型按照建筑方案，抽取框架模型如图3-5荷载汇集水平荷载本设计设防烈度为6度，可不进行抗震验算。因此水平荷载仅计算风荷载即可，哈尔滨地区基本风压取，不考虑风振，地面粗糙度为C类，查得以下高度处的变化系数为（室外自然地面算起）1压力（左风）-109- 吸力-109- 竖向荷载看台板折算厚度恒荷载座椅重：水泥砂浆抹面（厚20mm）看台板中（折算厚度150.6mm）活荷载三层楼面荷载（1）恒荷载水磨石地地面-109- 现浇楼板（厚100mm）水泥砂浆抹面活荷载构件自重标准值次梁，取500mm，b=250mm主梁（）柱1()柱2（）（矩形截面）二三层外墙采用同屋面板一样的墙板（含保温）-109- 4.梁上线荷载标准值-109- 框架计算由计算机软件完成，构件自重由程序自动考虑。内力计算内力计算由PKPM软件完成，计算结果如以下各表格及各图所示。----恒荷载标准值作用计算结果-------柱内力----109- -109- -109- -109- -109- -109- -109- 柱号截面类型恒活左风右风恒+活恒+活+左风恒+活+右风恒+活恒+活+左风恒+活+右风｜Mmax｜NmaxNminVmax1下M(KN/m)-114.49-78.0070.8544.43-246.59-177.16-203.05-231.00-161.57-187.46-246.59N(KN)1400.81372.30-6.61-4.142202.192195.712198.132255.952249.472251.892255.952195.71V(KN)-69.49-30.0024.7215.50-125.39-101.16-110.20-123.21-98.99-108.02-125.39上M(KN/m)-232.93114.4023.2314.57-119.36-96.59-105.08-202.34-179.58-188.06-202.34N(KN)-1299.56372.306.614.14-1038.25-1031.77-1034.19-1389.55-1383.07-1385.49-1389.55-1031.77V(KN)69.4937.20-12.92-8.10135.47122.81127.53130.27117.61122.33135.472下M(KN/m)21.83-48.0018.6811.71-41.00-22.70-29.53-17.570.74-6.09-41.00N(KN)659.30312.10-11.09-6.961228.101217.231221.281195.911185.041189.091228.101185.04V(KN)13.07-24.006.894.32-17.92-11.16-13.68-5.880.88-1.64-17.92上M(KN/m)43.5472.7015.809.91154.03169.51163.74130.03145.51139.74169.51N(KN)-674.87382.1011.096.96-274.90-264.04-268.08-536.62-525.75-529.80-536.62-264.04V(KN)-13.0724.10-6.89-4.3218.0611.3013.825.97-0.781.7418.063下M(KN/m)94.4161.6018.1011.35199.53217.27210.66187.82205.56198.94217.27N(KN)302.30177.8017.7011.10611.68629.03622.56582.35599.70593.23629.03582.35V(KN)56.4139.006.153.86122.29128.32126.07114.37120.40118.16128.32上M(KN/m)187.65133.6012.667.94412.22424.63420.00384.26396.66392.04424.63N(KN)-297.43177.80-17.70-11.10-108.00-125.34-118.87-227.29-244.63-238.16-244.63-108.00V(KN)-56.4139.00-6.15-3.86-13.09-19.12-16.87-37.93-43.96-41.72-43.964下M(KN/m)21.85-79.00-3.91-2.45-84.38-88.21-86.78-47.92-51.75-50.32-88.21-109- N(KN)259.51148.50-11.57-7.26519.31507.97512.20495.87484.53488.75519.31484.53V(KN)-4.44-37.00-2.34-1.47-57.13-59.42-58.57-42.25-44.55-43.69-59.42上M(KN/m)-41.7787.10-6.60-4.1471.8265.3567.7628.9722.5024.9171.82N(KN)-219.10148.5011.577.26-55.02-43.68-47.91-150.26-138.92-143.14-150.26-43.68V(KN)4.4437.102.341.4757.2759.5658.7142.3544.6543.7959.565下M(KN/m)-224.97-111.00-14.30-8.97-425.36-439.38-434.15-412.49-426.50-421.28-439.38N(KN)815.23259.20-4.66-2.921341.161336.591338.291354.581350.011351.711354.581336.59V(KN)-62.73-37.002.111.32-127.08-125.01-125.78-120.95-118.88-119.65-127.08上M(KN/m)-151.39121.00-15.54-9.75-12.27-27.50-21.82-85.80-101.03-95.35-101.03N(KN)-693.73259.204.662.92-469.60-465.03-466.73-682.52-677.95-679.66-682.52-465.03V(KN)62.7325.9012.057.56111.54123.35118.94110.07121.88117.48123.356下M(KN/m)0.000.0029.5018.500.0028.9118.130.0028.9118.1328.91N(KN)429.75154.200.000.00731.58731.58731.58731.28731.28731.28731.58731.28V(KN)0.000.0011.807.400.0011.567.250.0011.567.2511.56上M(KN/m)0.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.00N(KN)-328.50154.200.000.00-178.32-178.32-178.32-292.36-292.36-292.36-292.36-178.32V(KN)0.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.00-109- -109- 配筋计柱配筋计算边柱配筋柱截面取根据各种组合情况，最不利组合为：所以为大偏心受压。-109- 2、所以为大偏心受压。3、所以为大偏心受压。-109- 按最小配筋率，纵筋按构造配置：实际选配4B28，4、-109- 所以截面满足要求。选用四肢箍B8，则，箍筋间距为：选用四肢箍B8@250，配箍率其余各柱的配筋用EXCEL表格计算。同理其他验算表明配筋合理-109- 编号类型截面MN偏心类型ll0bhh0e0eaeiζ1ζ2ηeξ计算配筋(mm2)最小配筋实配钢筋面积(mm2)1Mmax下246.592202.20大偏心50005000900900860111.9730141.971.001.001.13575.930.15-1641.2924304282463Nmax下231.002255.95大偏心50005000900900860102.4030132.401.001.001.14566.360.15-1742.602430Nmin上96.591031.77大偏心5000500090090086093.6230123.621.001.001.15557.580.07-952.1324302Mmax上169.51-264.04大偏心50005000600600560-642.0020-622.001.001.000.96-329.23-0.041270.461080214+2251290Nmax下41.001228.105000500060060056033.392053.391.001.001.52346.170.19-1051.311080-109- 大偏心Nmin上169.51264.04大偏心50005000600600560642.0020662.001.001.001.04954.780.04573.0710803Mmax上424.63125.34大偏心500050006006005603387.75203407.751.001.001.013700.520.022106.441080225+2282214Nmax下217.27629.03大偏心50005000600600560345.4120365.411.001.001.08658.180.10422.141080Nmin上412.22108.00大偏心500050006006005603816.99203836.991.001.001.014129.770.022062.1310804Mmax下88.21507.97大偏心45005625600600560173.6520193.651.001.001.18493.810.08-119.4710804201256Nmax下84.38519.31大偏心45005625600600560162.4820182.481.001.001.19482.640.08-151.751080Nmin上65.3543.68大偏心450056256006005601496.01201516.011.001.001.021816.170.01293.561080-109- 5Mmax下439.381336.59大偏心60007500900900860328.7330358.731.001.001.12816.390.09-21.4324304282463Nmax下412.491354.58大偏心60007500900900860304.5230334.521.001.001.13792.170.09-130.442430Nmin上27.50465.03大偏心6000750090090086059.133089.131.001.001.48546.790.03-472.0924306Mmax下28.91731.28大偏心5000625090090086039.533069.531.001.001.43514.160.05-804.0424304282463Nmax下0.00292.36大偏心500062509009008600.003030.001.001.001.99474.620.02-373.252430Nmin上0.00178.32大偏心500062509009008600.003030.001.001.001.99474.620.01-229.662430-109- 编号截面Vmax(KN)M(KNm)b(mm)h(mm)h0(mm)λVcAsv/SAsv（4*10）S（mm）Sρ(%)ρmin(%)1.00上731.58-118.94900.00900.00860.003.00484.230.96314.00327.52250.000.140.112.00上0.000.00600.00600.00560.003.00210.21-1.25314.00-250.95250.000.210.113.00下0.000.00600.00600.00560.003.00210.21-1.25314.00-250.95250.000.210.114.00上0.000.00600.00600.00560.003.00210.21-1.25314.00-250.95250.000.210.115.00下0.000.00900.00900.00860.003.00484.23-1.88314.00-167.30250.000.140.116.00下0.000.00900.00900.00860.003.00484.23-1.88314.00-167.30250.000.140.11-109- 梁内力编号截面类型恒活左风右风恒+活恒+活+左风恒+活+右风恒+活恒+活+左风恒+活+右风｜Mmax｜Vm1.00左M(KNm)457.91153.3-8.93-5.60764.11755.36758.62768.41759.66762.92768.41V(KN)301.3289.1-1.95-1.22486.32484.41485.13494.10492.19492.90494.10中M(KNm)256.60-93.91.100.70176.46177.54177.15254.39255.47255.07255.47V(KN)0.000.000.000.000.000.00右M(KNm)-337.71-145.3-6.65-4.17-608.67-615.19-612.76-598.30-604.82-602.39-615.19V(KN)189.4885.81.951.22347.50349.41348.69339.88341.79341.082.00左M(KNm)272.31177.5-5.23-3.28575.27570.15572.06541.57536.44538.35575.27V(KN)144.0997.6-1.47-0.92309.55308.11308.65290.17288.73289.27309.55中M(KNm)140.40-108.0-0.65-0.4017.2816.6416.8983.7083.0683.3183.70V(KN)0.000.000.000.000.000.00右M(KNm)-101.19-114.3-6.50-4.08-281.45-287.82-285.45-248.62-254.99-252.62-287.82-109- V(KN)101.3183.91.470.92239.03240.47239.93218.99220.43219.893.00左M(KNm)163.66131.4-6.09-3.82380.35374.38376.61349.71343.74345.97380.35V(KN)108.4280.3-1.33-0.84242.52241.22241.70225.06223.76224.24242.52中M(KNm)-104.40-75.4-0.05-0.05-230.84-230.89-230.89-214.83-214.88-214.88-230.89V(KN)0.000.000.000.000.000.00右M(KNm)-86.45101.6-6.15-3.8638.5032.4734.72-17.14-23.17-20.9238.50V(KN)91.5873.11.330.84212.24213.54213.06195.27196.57196.094.00左M(KNm)151.3925.5-13.96-8.75217.37203.69208.79229.37215.69220.79229.37V(KN)102.58-21.7-4.66-2.9292.7288.1589.85117.22112.65114.36中M(KNm)-74.3055.2-0.65-0.40-11.88-12.52-12.27-46.21-46.85-46.60-46.85V(KN)0.000.000.000.000.000.00右M(KNm)-26.68-84.9-14.00-8.78-150.88-164.60-159.48-119.22-132.94-127.82-164.60V(KN)61.0255.24.662.92150.50155.07153.37136.47141.04139.33155.075.00左M(KNm)26.68121.014.008.78201.42215.14210.02154.60168.32163.20215.14V(KN)-30.8577.310.656.6871.2081.6477.7534.1144.5440.65中M(KNm)-86.40-68.60.000.00-199.72-199.72-199.72-183.87-183.87-183.87-199.72V(KN)0.000.000.000.000.000.00右M(KNm)-121.89-10.512.697.96-160.97-148.53-153.17-174.84-162.41-167.04-174.84V(KN)45.1344.4-10.65-6.68116.32105.88109.77104.4494.0097.89116.32-109- 梁配筋编号截面MmaxV规范M配筋折算M0αsξγsAs实配钢筋面积最小配筋1左768.41494.1-768.4上部配筋620.20.2480.2910.8553054.24323217420-109- 右-615.19349.4-615.2上部配筋510.40.2040.2310.8842428.8225+23225914202左575.27309.5-575.3上部配筋482.40.1930.2170.8922277.1220+2322237420右-287.82240.5-287.8上部配筋215.70.0860.0910.955950.82259824203左380.35242.5-380.4上部配筋307.60.1230.1320.9341386.0222+221388420中-230.890.0-230.9上部配筋230.90.0930.0970.9511021.4214+22210684204左229.37117.2-229.4上部配筋194.20.0780.0810.959851.9220+212854420中-46.850.0-46.8上部配筋46.80.0190.0190.991199.0210+214465420-109- 右-164.60155.1-164.6上部配筋118.10.0470.0480.976509.32206284205左215.1481.6-215.1上部配筋190.60.0760.0800.960835.6220+212854420中-199.720.0-199.7上部配筋199.70.0800.0840.958877.2225982420右-174.84104.4-174.8上部配筋143.50.0570.0590.970622.4216+212628420编号截面MmaxV规范M配筋lbf"截面类型αsξγsAs实配钢筋面积最小配筋-109- 1中255.4660255.466下部配筋80001500一类截面0.0200.0210.9901086.4218+22011374802中83.7083.7下部配筋80001500一类截面0.0070.0070.997353.42185094803右38.5212.23638.5箍筋Vmax(KN)b(mm)h(mm)h0(mm)VcAsv/SAsv（2*8）S（mm）Sρ(%)ρmin(%)-109- 编号截面1左494.1300700660338.580.628100.53159.982500.130.1142左309.548300700660338.58-0.117100.53-857.022500.130.1143左242.524300700660338.58-0.3881100.53-259.022500.130.1144右155.0708300700660338.58-0.741100.53-135.582500.130.1145右116.316300700660338.58-0.898100.53-111.942500.130.114-109- 第四章基础设计4.1设计依据4.1.1地基基础方案的概念建筑设计部分及结构设计部分设计完成后，建筑设计中最后一个重要部分就是基础设计部分，大树伤根则枯，无根即倒。地基基础是建筑物的根基，若是地基基础不稳固，将危及整个建筑物的安全。地基基础的工程量、造价和施工工期，在整个建筑工程中占相当大的比重，因此，应当充分认识地基基础的重要性。设计时应充分考虑场地的工程地质条件和水文地质条件，并要使基础设计满足建筑物的使用要求，以及对建筑物上部结构和下部建筑场地进行综合考虑在设计基础的时候，还要注意一些原则：（1）作用于地基上的荷载不得超过地基的承载力，地基要有足够的安全储备以防止整体破坏，即要满足安全设计这一原则。要控制基础的沉降，使之不超过变形允许值，保证地基不发生变形损坏，或者影响其正常使用，即要满足耐久性这一原则。4.2基础设计4.2.1工程地质资料一、地形及地貌场地位于松花江右岸二级阶地上，地形平坦，本资料为相对高程，以××路与××路交叉点为100.00。2．地层及岩性-109- 本场地地层主要由第四纪上更新统、中更新统黄褐色粉质粘土组成，下部为中密状态中砂组成，现将勘察深度内所揭露地层由新到老分述如下：（1）第①层人工填工，成份杂，厚度1.5～1.9ｍ，本层无建筑意义。（2）第②层粉质粘土（Ｑ4），黄褐色，稍湿，硬塑，含植物根茎，厚度3～4ｍ。（3）第③层粉质粘土（Ｑ3），褐黄色，湿，可塑，含氧化铁斑，厚2.8～3.4ｍ。（4）第④粉质粘土（Ｑ3），黄褐色，稍湿，硬塑，含钙质白条斑，厚4.1～4.2ｍ。（5）第⑤层粉质粘土（Ｑ3），黄褐色，湿，可塑，厚度4.6～4.7ｍ。（6）第⑥层粉质粘土（Ｑ2），黄褐色，稍湿，硬塑，厚度1.1～1.8ｍ。（7）第⑦层粉质粘土（Ｑ2），黄褐色，湿，可塑，厚度1.4～2.0ｍ。（8）第⑧层中砂（Ｑ2），黄褐色，中密，稍湿，厚度不详。分选性和磨圆度较差。3．地下水勘探深度内未见地下水，据本区水文地质资料地下水位约在36～39ｍ。二、结论与建议（一）建筑场地地处松花江右岸二级阶地，场地稳定，无不良地质现象，为较好的建筑场地。但地基土在沉积过程中分布不均匀，每层土的物理—力学性质有较大差异，希建筑物在结构上采取必要的加强措施，防止产生不均匀沉降。（二）建议基础方案及持力层选择（略）。三、地基承载力特征值fak(kPa)②粉质粘土271.5；③粉质粘土212.7；④粉质粘土235.8-109- ⑤粉质粘土328.4；⑥粉质粘土346.2；⑦粉质粘土312.6工程地质剖面图（二）水平比例尺1：200　　　　　　　垂直比例尺：1：100⑤粉质粘土No.1No.2No.31.51.8①人工土②粉质粘土④粉质粘土③粉质粘土1009555.558.3908.38.412.512.412.512.517.217.017.218.318.818.6⑥粉质粘土20.320.220.3⑦粉质粘土⑧中砂钻孔间距（M）808522171.9　　　20　　　　　　　2020　　100.00100.00100.00　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图　　例　　　　②土层序号　　　　　　　　　　　20　　　　　　　孔深　　　　　　　　　99.92　　　　　　标高-109- 　　　　　　　　　　　4.2.2设计依据一、桩基础桩基础由基桩和联接于桩顶的承台共同组成。若桩身全部埋于土中，承台底面与土体接触，则称为低承台桩基；若桩身上部露出地面而承台底位于地面以上，则称为高承台桩基。建筑桩基通常为低承台桩基础。高层建筑中，桩基础应用广泛。（1）桩支承于坚硬的（基岩、密实的卵砾石层）或较硬的（硬塑粘性土、中密砂等）持力层，具有很高的竖向单桩承载力或群桩承载力，足以承担高层建筑的全部竖向荷载（包括偏心荷载）。（2）桩基具有很大的竖向单桩刚度（端承桩）或群刚度（摩擦桩），在自重或相邻荷载影响下，不产生过大的不均匀沉降，并确保建筑物的倾斜不超过允许范围。（3）凭借巨大的单桩侧向刚度（大直径桩）或群桩基础的侧向刚度及其整体抗倾覆能力，抵御由于风和地震引起的水平荷载与力矩荷载，保证高层建筑的抗倾覆稳定性。（4）桩身穿过可液化土层而支承于稳定的坚实土层或嵌固于基岩，在地震造成浅部土层液化与震陷的情况下，桩基凭靠深部稳固土层仍具有足够的抗压与抗拔承载力，从而确保高层建筑的稳定，且不产生过大的沉陷与倾斜。常用的桩型主要有预制钢筋混凝土桩、预应力钢筋混凝土桩、钻（冲）孔灌注桩、人工挖孔灌注桩、钢管桩等，其适用条件和要求在《建筑桩基技术规范》中均有规定。二、桩的分类：桩可按下列规定分类：按承载性分类（1）摩擦型桩：摩擦桩：在极限承载力状态下，桩顶荷载由桩侧阻力承受；-109- 端承摩擦桩：在极限承载力状态下，桩顶荷载主要由桩侧阻力承受。（2）端承型桩：端承桩：在极限承载力状态下，桩顶荷载由桩端阻力承受；摩擦端承桩：在极限承载力状态下，桩顶荷载主要由桩端阻力承受。按桩的使用功能分类竖向抗压桩（抗压桩）；竖向抗拔桩（抗拔桩）；水平受荷桩（主要承受水平荷载）；复合受荷桩（竖向、水平荷载均较大）。3.按桩身材料分类（1）混凝土桩；灌注桩、预制桩；（2）钢桩；（3）组合材料桩。4.按沉桩方法分类（1）非挤土桩：干作业法、泥浆护壁法、套管护壁法；（2）部分挤土桩：部分挤土灌注桩、预钻孔打入式预制桩、打入式敞口桩；（3）挤土桩：沉管灌注桩、挤土灌注桩、挤土预制桩（打入或静压）。5.按桩径大小分类（1）小桩；（2）中等直径桩；（3）大直径桩；d—桩身设计直径。三、桩基础应该满足两种极限状态的设计要求-109- 桩基础不得出现因桩周土破坏而丧失整体稳定的承载能力极限状态，以及桩基础出现影响建筑物正常使用的沉降或不均匀沉降等的正常使用极限状态。四、有关因素确定（1）桩长确定关键在于选择桩端持力层，对于桩端进入坚实土层的深度和桩端下持力土层的厚度，要求：粉性土、粉土进入深度不宜小于2倍桩径砂土类不宜小于1.5倍桩径碎石土类不宜小于1倍桩径桩端以下坚实土层的厚度，一般不宜小于4倍桩径（2）桩的根数和布置根数确定：桩基为轴心受压时式中：F——作用在承台上的轴向压力设计值G——承台及其上方填土重力R——单桩承载力设计值偏心受压时根数增加10%~20%桩在平面上布置为了使桩基各桩受力比较均匀，群桩横截面的重心应与荷载合力作用点重合或接近，一般地说，桩数较少而桩长较大的摩擦型桩基，无论在承台的设计和施工方面还是在提高群桩的承载力以及减小桩基沉降量方面，都比桩数多而桩长小的桩基优越。桩的间距一般采用3~4倍桩径。4.2.3桩的设计（1）桩的类型和尺寸-109- 桩采用预制桩，桩长8.8m，直径0.5m，桩顶嵌入承台0.1m，桩身采用砼等级为C40，，，承台高度取为2m。（2）单桩竖向承载力标准值根据《建筑桩基础规范》中，土的物理指标与承载力参数之间的经验关系，单桩竖向极限承载力标准值宜按下式计算：式中：——单桩总极限侧阻力标准值，；——单桩总极限端阻力标准值，；——桩身的周边长度，；——桩侧第i层土的极限侧阻力标准值，；——极限端阻力标准值，；——管桩的横截面积，；由于土层厚度不均匀，土层厚度取平均值土层名称土层厚度（m）侧阻力标准值（KPa）端阻力标准值（KPa）人工填土1.7粉质粘土（硬塑3.580粉质粘土（可塑3.159粉质粘土（硬塑）4.15821700承台埋深，由地质资料可得：-109- 单桩竖向承载力特征值确定桩的数量与排列由看台框架计算得，底层各柱轴力分别为2256KN,1399KN,678KN则桩基础承台定为三种：两桩承台，三桩承台，四桩承台桩的排列桩的中心距桩的中心距为3~4d=1.5~2m初步确定承台尺寸取承台上覆土的平均重度单桩承载力验算（中心受压）各桩平均受力满足要求按偏心荷载验算-109- 桩的配筋要求古今采用螺旋式，直径取8mm，间距取200mm，在桩顶以下范围内箍筋加密，间距取100mm每隔两米设一道直径为12mm焊接加劲箍筋。桩身C40保护层厚度35mm桩顶嵌入承台不宜小于50mm，取为100mm桩为干作业非挤土灌注桩，故最不利内力故可按构造配筋《规范》：当桩身直径为300-200mm时，正截面配筋率可取0.2%-0.65%取225+232（）且全桩通长承台计算-109- 混凝土采用C40，纵筋HRB400，箍筋HPB300承台底垫层厚100mm，选择矩形承台，承台厚800吗，尺寸埋深2m受弯计算由于柱为方柱，承台也是方形的，故取保护层厚度45mm，选取728（）冲切验算对于柱下矩形独立承台受柱冲切的承载力可按下式计算-109- 满足要求角柱冲切受剪计算斜截面承载力应按下式计算-109- 则满足要求局压：桩、柱、承台混凝土等强度，无需验算桩基水平承载力验算查《规范》知水平承载力特征值-109- 其余柱下基础设计所有桩的桩长，桩径均取相同值，且配筋相同，所以单桩竖向承载力特征值为各柱桩数：柱2：n=2柱3：取n=1容易得知，水平承载力均满足要求柱2下的桩基础设计单桩受力验算中心受压承台承台计算混凝土采用C40，纵筋HRB400，箍筋HPB300承台底垫层厚100mm，选择矩形承台，承台厚800吗，尺寸双桩承台按受弯构件计算受弯受剪承载力，不需进行冲切计算（1）-109- 选取225+232（）受剪满足截面限制条件柱3下的桩基础设计承台上覆土重-109- 承台计算：单桩承台以受压为主无需计算，按构造配筋柱下独立桩基的最小配筋率不得小于0.15%，取0.15%选用420且按构造要求该承台应按三个方向配箍筋，均取12@200银城台下仅有一根桩，故无需验算抗冲切承载力，且因为承台混凝土与柱混凝土、桩混凝土等强度等级，所以无需验算局压。-109- 结论从2月17日至今已经过去了四个多月，在这一段时间中，我们这一组的同学和老师都付出了不少的努力，以致有一点收获。这段时间里，在老师的帮助下做了大量的工作，取得了许多成绩，增长了知识，锻炼了能力。与此同时我经受了许多的考验和磨练，本次毕业设计帮助我在未来道路上迈出了坚实的一步。以下是对整个毕业设计工作的总结。哈尔滨市体育馆设计工作主要分三块进行：建筑、结构、基础。首先进行的是建筑设计，我们这一组的建筑设计是和建筑学院的老师和同学联合设计的，由于我们专业的课程安排中建筑所占比例很少，所以我们对建筑并不很了解。在毕冰实老师的指导下，我们顺利度过了第一个月。之后我们在毕老师及杨斌老师老师的指导下进行建筑方案的修改。以使该方案适合于我们的毕业设计。在这部分的设计中，我遇到了许许多多的问题。为了解决这部分问题，我向老师和同学请教，翻阅资料，不断的修改方案，以使建筑部分逐步完善。其次是结构设计部分，这部分是在杨斌老师的指导下完成的。结构设计部分长达2个多月，期间一共进行了双层网架设计和混凝土框架设计，包含了钢结构和混凝土两大设计内容，涉及内容多，工作量大，让我学到了很多知识。双层网架设计部分涉及的主要内容是大跨空间结构，屋盖结构选型，双层网架模型的建立，双层网架荷载汇集及内力计算，双层网架杆件及节点的选择。在这一阶段遇到的主要困难是相关软件的学习。在这个过程中学习了大型工程软件SAP2000、以及网架网壳设计软件MSTCAD的使用，增加了一项非常有用的能力。混凝土框架部分的设计，主要内容有框架荷载汇集，框架模型建立，模型的简化及计算，梁板柱的内力组合及配筋，结构平法绘图。在这里面有许多我们在课本里面没有学到的东西，通过老师的讲解和查阅资料，最终掌握了它们，这些东西对将来走上工作岗位都是非常实用的，比如说平法配筋绘图，掌握这项知识，对于将来开展设计工作或者施工工作，都非常有用。-109- 最后是基础设计部分，本设计中采用的是桩基础，在设计过程中主要需要多翻阅规范，以使自己的设计符合要求。这一阶段的主要工作是考察地质资料，荷载汇集，确定单桩承载力，基础归并，桩身设计及承台设计。计算内容包括，强度计算（即配筋计算），局部受压承载力验算，抗冲切验算、角桩冲切验算及斜截面抗剪验算。-109- 参考文献1.沈祖炎.网架与网壳[M].上海：同济大学出版社，1997.2.梅季魁,刘德明,姚亚雄著.大跨建筑结构构思与结构选型[M].北京:中国建筑工业出版社,20023.梅季魁著.现代体育馆建筑设计[M].哈尔滨:黑龙江科学技术出版社,2002.4.张毅刚...[等]编著.大跨空间结构[M].北京:机械工业出版社,20055.《建筑设计资料集》编委会编.建筑设计资料集[G].北京:中国建筑工业出版社,1995016．沈祖炎，陈扬骥．网架与网壳．同济大学出版社．1997．1～1687．钟善桐．钢结构．中国建筑工业出版社．19988．沈世钊．中国空间结构理论研究20年进展．第十届空间结构学术会议论文集．中国建材工业出版社．2002．38～529．冷弯薄壁型钢结构设计手册．中国建筑科学研究院．中国建筑工业出版社．199410．轻型钢结构设计指南．中国建筑工业出版社．219~22111．刘锡良，董石麟．20年来中国空间结构形式创新．第十届空间结构学术会议论文集．中国建材工业出版社．2002．13～3712．沈祖炎等．空间网格结构论文集．同济大学出版社．199113．中华人民共和国国家标准．建筑地基基础设计规范（GB50007－2002）SmithE.A.．SpaceTrussesNonlinearAnalysis．JournaloftheStructuralDivision．ASCE．April198415．LuManzhe，ZhouZhilong，DongShilin，TangJinchun．ComputerAidedDesignSystemforSpaceGridStructureonPersonalComputers．199116．ProgressinShellandSpatialStructures．IASS．198917．Ray.W.Clough.Penizen．DynamissofStructures．Megran-Hill-109- NewYork．197518．PineroEP.ThreeDimensionalReticularStructure．US.PatentNO.3.185.164,1965哈尔滨-109- 工业大学本科毕业设计（论文）原创性声明本人郑重声明：在哈尔滨工业大学攻读学士学位期间，所提交的毕业设计（论文）《体育馆六》，是本人在导师指导下独立进行研究工作所取得的成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明，其它未注明部分不包含他人已发表或撰写过的研究成果，不存在购买、由他人代写、剽窃和伪造数据等作假行为。本人愿为此声明承担法律责任。作者签名：日期：年月日致谢-109- 本课题是在三位指导老师毕冰实老师、杨斌老师、胡庆立老师的亲切关怀和悉心指导下完成的，老师们以渊博的学识和严谨的治学态度，为我开拓了研究视野，丰富了专业知识。他们谦逊无私的高尚品质、朴实真诚的做人原则和一丝不苟的敬业精神，将是对学生永远的鞭策。在毕业设计期间，杨斌老师主要指导我毕业设计中的结构部分，在网架建模、资料搜索及框架计算过程中，始终得到杨斌老师的热情的鼓励和悉心的指点，恩师广博的学识和严谨的治学使我在学业上受益匪浅，其一丝不苟、精益求精的长者风范令我终生难忘。毕冰实老师主要指导我毕业设计的建筑设计部分，毕老师平易近人的处事风格和丰富的学识将令我终身受益。胡庆立老师指导我毕业设计中的地基基础设计部分，在老师悉心的指导下，地基基础部分的设计很顺利的完成了，老师提出的许多宝贵的建议，让我学到了许多知识。现在，毕业设计接近尾声，藉此完成之际，借此机会谨向尊敬的杨老师、毕老师、胡老师致以最衷心的感谢!特别感谢同一设计小组的成员，感谢他们与我一起，互相交流，共同探讨，彼此帮助。没有他们，我将会很难如此顺利的完成这个毕业设计。附录：外文文献翻译-109- SteelStructureStabilityDesignAbstractSteelstructurehasadvantagesoflightweight,highstrengthandhighdegreeofindustryalization,whichhasbeenwidelyusedintheconstructionengineering.Weoftenhearthistheaccidentcasecausedbyitsinstabilityandfailureofstructureofcasualtiesandpropertylosses,andthecauseofthefailureisusuallycausedbystructuredesignflaws.Thispapersaystheexperiencesinthedesignofstabilityofsteelstructurethroughthesummaryofthestabilityofsteelstructuredesignoftheconcept,principle,analysismethodandcombinationwithengineeringpractice.Keywords:steelstructure;stabilitydesign;detailstructureSteelStructureStabilityDesignStructurallystablesystemswereintroducedbyAleksandrAndronovandLevPontryaginin1937underthename"systèmesgrossières",orroughsystems.Theyannouncedacharacterizationofroughsystemsintheplane,theAndronov–Pontryagincriterion.Inthiscase,structurallystablesystemsaretypical,theyformanopendensesetinthespaceofallsystemsendowedwithappropriatetopology.Inhigherdimensions,thisisnolongertrue,indicatingthattypicaldynamicscanbeverycomplex(cfstrangeattractor).AnimportantclassofstructurallystablesystemsinarbitrarydimensionsisgivenbyAnosovdiffeomorphismsandflows.Inmathematics,structuralstabilityisafundamentalpropertyofadynamicalsystemwhichmeansthatthequalitativebehaviorofthetrajectoriesisunaffectedbyC1-smallperturbations.Examplesofsuchqualitativepropertiesarenumbersoffixedpointsandperiodicorbits(butnottheirperiods).UnlikeLyapunovstability,whichconsidersperturbationsofinitialconditionsforafixedsystem,structuralstabilitydealswithperturbationsofthesystemitself.Variantsofthisnotionapplytosystemsofordinarydifferentialequations,vectorfieldsonsmooth-109- manifoldsandflowsgeneratedbythem,anddiffeomorphisms.Thestabilityisoneofthecontentwhichneedstobeaddressedinthedesignofsteelstructureengineering.Threearemoreengineeringaccidentcaseduetothesteelstructureinstabilityinthereallife.Forexample,thestadium,inthecityofHartford92mby110mtotheplaneofspacetrussstructure,suddenlyfellonthegroundin1978.Thereasonisthecompressivebarbucklinginstability;13.2mby18.0msteeltruss,in1988,lackofstabilityofthewebmembercollapsedinconstructionprocessinChina;OnJanuary3,2010intheafternoon,38msteelstructurebridgeinKunmingNewacrosssuddenlycollapsed,killingsevenpeople,8peopleseriouslyinjured,26peopleslightlyinjured.Thereasonisthatthebridgesteelstructuresupportingsystemisoutofstability,suddenlyabridgecollapsingdownto8mtall.Wecanseefromtheabovecase,theusualcauseofinstabilityandfailureofsteelstructureistheunreasonablestructuraldesign,structuraldesigndefects.Tofundamentallypreventsuchaccidents,stabilityofsteelstructuredesignisthekey.Structuralstabilityofthesystemprovidesajustificationforapplyingthequalitativetheoryofdynamicalsystemstoanalysisofconcretephysicalsystems.TheideaofsuchqualitativeanalysisgoesbacktotheworkofHenriPoincaréonthethree-bodyproblemincelestialmechanics.Aroundthesametime,AleksandrLyapunovrigorouslyinvestigatedstabilityofsmallperturbationsofanindividualsystem.Inpractice,theevolutionlawofthesystem(i.e.thedifferentialequations)isneverknownexactly,duetothepresenceofvarioussmallinteractions.Itis,therefore,crucialtoknowthatbasicfeaturesofthedynamicsarethesameforanysmallperturbationofthe"model"system,whoseevolutionisgovernedbyacertainknownphysicallaw.QualitativeanalysiswasfurtherdevelopedbyGeorgeBirkhoffinthe1920s,butwasfirstformalizedwithintroductionoftheconceptofroughsystembyAndronovandPontryaginin1937.Thiswasimmediatelyappliedtoanalysisofphysicalsystemswithoscillationsby-109- Andronov,Witt,andKhaikin.Theterm"structuralstability"isduetoSolomonLefschetz,whooversawtranslationoftheirmonographintoEnglish.IdeasofstructuralstabilityweretakenupbyStephenSmaleandhisschoolinthe1960sinthecontextofhyperbolicdynamics.Earlier,MarstonMorseandHasslerWhitneyinitiatedandRenéThomdevelopedaparalleltheoryofstabilityfordifferentiablemaps,whichformsakeypartofsingularitytheory.Thomenvisagedapplicationsofthistheorytobiologicalsystems.BothSmaleandThomworkedindirectcontactwithMaurícioPeixoto,whodevelopedPeixoto"stheoreminthelate1950"s.WhenSmalestartedtodevelopthetheoryofhyperbolicdynamicalsystems,hehopedthatstructurallystablesystemswouldbe"typical".Thiswouldhavebeenconsistentwiththesituationinlowdimensions:dimensiontwoforflowsanddimensiononefordiffeomorphisms.However,hesoonfoundexamplesofvectorfieldsonhigher-dimensionalmanifoldsthatcannotbemadestructurallystablebyanarbitrarilysmallperturbation(suchexampleshavebeenlaterconstructedonmanifoldsofdimensionthree).Thismeansthatinhigherdimensions,structurallystablesystemsarenotdense.Inaddition,astructurallystablesystemmayhavetransversalhomoclinictrajectoriesofhyperbolicsaddleclosedorbitsandinfinitelymanyperiodicorbits,eventhoughthephasespaceiscompact.Theclosesthigher-dimensionalanalogueofstructurallystablesystemsconsideredbyAndronovandPontryaginisgivenbytheMorse–Smalesystems.Structuretheoryofstabilitystudywasconductedonthemathematicalmodeloftheideal,andtheactualstructureisnotasidealasmathematicalmodel,infact,weneedtoconsidertheinfluenceofvariousfactors.Forexample,forthecompressiverods,loadcouldnothaveabsolutealignmentsectioncenter;Therewillalwaysbesomeinitialbendingbaritself,theso-called"geometricdefects";Materialitselfinevitablyhassomekindof"defect",suchasthediscretenessofyieldstressandbarmanufacturing-109- methodscausedbytheresidualstress,etc.So,inadditiontothemodulusofelasticityandgeometrysizeofbar,alltheabove-mentionedfactorsaffectingthebearingcapacityofthepushrodindifferentdegrees,inthestructuredesignofthisinfluenceoftenshouldbeconsidered.Usuallywillbebasedontheidealmathematicalmodeltostudythestabilityofthetheoryiscalledbucklingtheory,basedontheactualbarstudyconsiderthevariousfactorsrelatedtothestabilityofthestabilityoftheultimatebearingcapacitytheorycalledthetheoryofcrushing.Practicalbar,componentorstructuredamageoccurredduringuseorastheloadingtestofthebucklingloadiscalledcrushingloadandultimatebearingcapacity.Forsimplicity,commonlyusedbucklingload.Aboutgeometricdefects,accordingtoalargenumberofexperimentalresults,itisgenerallybelievedtoassumeameniscuscurveanditsvectordegreesfortherodlengthof1/1000.Abouttissuedefects,inthenationalstandardformulaisnotthesame,allowthebucklingstresscurvegivenbytheverydifferentalso,someproblemsremaintobefurtherresearch.SteelstructurestabilitydesignconceptThedifferencebetweenintensityandstabilityTheintensityreferstothatthestructureorasinglecomponentmaximumstress(orinternalforce)causedbyloadinstableequilibriumstateismorethantheultimatestrengthofbuildingmaterials,soitisaquestionofthestress.Theultimatestrengthvalueisdifferentaccordingtothecharacteristicsofthematerialvaries.forsteel,itistheyieldpoint.Theresearchofstabilityismainlyistofindtheexternalloadandstructureunstableequilibriumbetweeninternalresistance.Thatistosay,deformationbegantorapidgrowthandweshouldtrytoavoidthestructureenteringthestate,soitisaquestionofdeformation.Forexample,foranaxialcompressioncolumns,intheconditioncolumninstability,thelateral-109- deflectionofthecolumnaddalotofadditionalbendingmoment,thusthefractureloadofpillarscanbefarlessthanitsaxialcompressionstrength.Atthispoint,theinstabilityisthemainreasonofthepillarfracture.TheclassificationofthesteelstructureinstabilityThestabilityproblemwiththeequilibriumbifurcation(Branchpointinstability).Theaxialcompressionbucklingoftheperfectstraightrodandtabletcompressionbucklingallbelongtothiscategory.Thestabilityoftheequilibriumbifurcationproblem(Extremevaluepointinstability).Theabilityofthelossofstabilityofeccentriccompressionmembermadeofconstructionsteelinplasticdevelopmenttoacertaindegree,fallintothiscategory.JumpinginstabilityJumpinginstabilityisakindofdifferentfromtheabovetwotypesofstabilityproblem.Itisajumptoanotherstableequilibriumstateafterlossofstabilitybalance.TheprincipleofsteelstructurestabilitydesignForthesteelstructurearrangement,thewholesystemandthestabilityofthepartrequirementsmustbeconsidered,andmostofthecurrentsteelstructureisdesignedaccordingtoplanesystem,suchastrussandframe.Theoveralllayoutofstructurecanguaranteethattheflatstructuredoesnotappearout-of-planeinstability,suchasincreasingthenecessarysupportingartifacts,etc.Aplanarstructuresofplanestabilitycalculationisconsistentwiththestructurearrangement.Structurecalculationdiagramshouldbeconsistentwithadiagramofapracticalcalculationmethodisbasedon.Whendesigningasinglelayeror-109- multilayerframestructure,weusuallydonotmakeanalysisoftheframeworkstabilitybuttheframecolumnstabilitycalculation.Whenweusethismethodtocalculatethecolumnframecolumnstability,thelengthfactorshouldbeconcludedthroughtheframeworkoftheoverallstabilityanalysiswhichresultsintheequivalentbetweenframecolumnstabilitycalculationandstabilitycalculation.Forasinglelayerormultilayerframework,thecolumnlengthcoefficientofcomputationpresentedbySpecificationfordesignofsteelstructures(GB50017-2003)baseonfivebasicassumptions.Including:allthepillarsintheframeworkisthelossofstabilityatthesametime,thatis,thecriticalloadofthecolumnreachatthesametime.Accordingtothisassumes,eachcolumnstabilityparametersoftheframeandbarstabilitycalculationmethod,isbasedonsomesimplifiedassumptionsortypical.Designersneedtomakesurethatthedesignofstructuremustbeinaccordancewiththeseassumptions.Thedetailstructuredesignofsteelstructureandthestablecalculationofcomponentshouldbeconsistent.Theguaranteethatthesteelstructuredetailstructuredesignandcomponentconformstothestabilityofthecalculationisaproblemthatneedshighattentioninthedesignofsteelstructure.Bendingmomenttonon-transmissionbendingmomentnodeconnectionshouldbeassignedtotheirenoughrigidityandtheflexibility.Trussnodeshouldminimizetherods"bias.But,whenitcomestostability,astructureoftenhavedifferentinstrengthorspecialconsideration.Butrequirementaboveinsolvingthebeamoverallstabilityisnotenough.Bearingneedtostopbeamaroundthelongitudinalaxistoreverse,meanwhileallowingthebeaminthein-planerotationandfreewarpbeamendsectiontoconformtothestabilityanalysisofboundaryconditions.TheanalysismethodofthesteelstructurestabilitySteelstructurestabilityanalysisisdirectedattheouterloadsunderconditionsofthedeformationofstructure.Thedeformationshouldbe-109- relativetounstabilitydeformationofthestructureorbuckling.Deformationbetweenloadandstructureisnonlinearrelationship,whichbelongstononlineargeometricstabilitycalculationandusesasecondorderanalysismethod.Stabilitycalculated,bothbucklingloadandultimateload,canberegardedasthecalculationofthestabilitybearingcapacityofthestructureorcomponent.Intheelasticstabilitytheory,thecalculationmethodofcriticalforcecanbemainlydividedintotwokindsofstaticmethodandenergymethod.StaticmethodStaticmethod,bothbucklingloadandultimateload,canberegardedasthecalculationofthestabilitybearingcapacityofthestructureorcomponent.Followthebasicassumptionsinestablishingbalancedifferentialequation:Componentssuchascrosssectionisastraightrod.PressurefunctionisalwaysalongtheoriginalaxiscomponentMaterialisinaccordancewithhooke"slaw,namelythelinearrelationshipbetweenthestressandstrain.Componentaccordswithflatsectionassumption,namelythecomponentdeformationinfrontoftheflatcross-sectionisstillflatsectionafterdeformation.Componentofthebendingdeformationissmallantthecurvaturecanbeapproximatelyrepresentedbythesecondderivativeofthedeflectionfunction.Basedontheaboveassumptions,wecanbalancedifferentialequation,substitudeintothecorrespondingboundaryconditionsandsolvebothendshingedthecriticalloadofaxialcompressioncomponent.EnergymethodEnergymethodisanapproximatemethodforsolvingstabilitybearingcapacity,throughtheprincipleofconservationofenergyandpotential-109- energyinprincipletosolvethecriticalloadvalues.TheprincipleofconservationofenergytosolvethecriticalloadWhenconservativesystemisinequilibriumstate,thestrainenergystoragedinthestructureisequaltotheworkthattheexternalforcedo,namely,theprincipleofconservationofenergy.Asthecriticalstateofenergyrelations:ΔU=ΔWΔU—TheincrementofstrainenergyΔW—TheincrementofworkforceBalancedifferentialequationcanbeestablishedbytheprincipleofconservationofenergy.TheprincipleofpotentialenergyinvaluetosolvethecriticalloadvalueTheprincipleofpotentialenergyinvaluerefersto:Forthestructurebyexternalforce,whentherearesmalldisplacementbutthetotalpotentialenergyremainsunchanged,thatis,thetotalpotentialenergywithinvalue,thestructureisinastateofbalance.Theexpressionis:dΠ=dU-dW=0dU—Thechangeofthestructurestrainenergycausedbyvirtualdisplacement,itisalwayspositive;dW—Theworktheexternalforcedoonthevirtualdisplacement;PowerdynamicsmethodManypartsofthequalitativetheoryofdifferentialequationsanddynamicalsystemsdealwithasymptoticpropertiesofsolutionsandthetrajectories—whathappenswiththesystemafteralongperiodoftime.Thesimplestkindofbehaviorisexhibitedbyequilibriumpoints,orfixedpoints,andbyperiodicorbits.Ifaparticularorbitiswellunderstood,itisnaturaltoasknextwhetherasmallchangeintheinitialconditionwillleadtosimilarbehavior.Stabilitytheoryaddressesthefollowingquestions:willanearbyorbitindefinitelystayclosetoagivenorbit?willitconvergeto-109- thegivenorbit(thisisastrongerproperty)?Intheformercase,theorbitiscalledstableandinthelattercase,asymptoticallystable,orattracting.Stabilitymeansthatthetrajectoriesdonotchangetoomuchundersmallperturbations.Theoppositesituation,whereanearbyorbitisgettingrepelledfromthegivenorbit,isalsoofinterest.Ingeneral,perturbingtheinitialstateinsomedirectionsresultsinthetrajectoryasymptoticallyapproachingthegivenoneandinotherdirectionstothetrajectorygettingawayfromit.Theremayalsobedirectionsforwhichthebehavioroftheperturbedorbitismorecomplicated(neitherconvergingnorescapingcompletely),andthenstabilitytheorydoesnotgivesufficientinformationaboutthedynamics.Oneofthekeyideasinstabilitytheoryisthatthequalitativebehaviorofanorbitunderperturbationscanbeanalyzedusingthelinearizationofthesystemneartheorbit.Inparticular,ateachequilibriumofasmoothdynamicalsystemwithann-dimensionalphasespace,thereisacertainn×nmatrixAwhoseeigenvaluescharacterizethebehaviorofthenearbypoints(Hartman-Grobmantheorem).Moreprecisely,ifalleigenvaluesarenegativerealnumbersorcomplexnumberswithnegativerealpartsthenthepointisastableattractingfixedpoint,andthenearbypointsconvergetoitatanexponentialrate,cfLyapunovstabilityandexponentialstability.Ifnoneoftheeigenvaluesispurelyimaginary(orzero)thentheattractingandrepellingdirectionsarerelatedtotheeigenspacesofthematrixAwitheigenvalueswhoserealpartisnegativeand,respectively,positive.Analogousstatementsareknownforperturbationsofmorecomplicatedorbits.Forthestructuresysteminbalance,ifmakingitvibratebyapplyingsmallinterferencevibration,thestructureofthedeformationandvibrationaccelerationisrelationtothestructureload.Whentheloadislessthanthelimitloadofastablevalue,theaccelerationanddeformationisintheoppositedirection,sotheinterferenceisremoved,thesportstendtobe-109- staticandthestructureoftheequilibriumstateisstable;Whentheloadisgreaterthantheultimateloadofstability,theaccelerationanddeformationisinthesamedirection,eventoremoveinterference,movementarestilldivergent,thereforethestructureoftheequilibriumstateisunstable.Thecriticalstateloadisthebucklingloadofthestructure,whichcanbemadeoftheconditionsthatthestructurevibrationfrequencyiszerosolution.Atpresent,alotofsteelstructuredesignwiththeaidofcomputersoftwareforstructuralsteelstructurestresscalculation,structureandcomponentwithintheplaneofstrengthandtheoverallstabilitycalculationprogramautomatically,canbecountedonthestructureandcomponentoftheout-of-planestrengthandstabilitycalculation,designersneedtodoanotheranalysis,calculationanddesign.Atthistimetheentirestructurecanbeintheformofelevationisdecomposedintoanumberofdifferentlayoutstructure,underdifferentlevelsofload,thestructurestrengthandstabilitycalculation.localstabilityafterbucklingstrengthofthebeam,itcanbesetuptothebeamtransverseorlongitudinalstiffener,inordertosolvetheproblem,thelocalstabilityofthebeamstiffeningribaccordingtoSpecificationforDesignofSteelStructures(GB50017-2003);Finiteelementanalysisforawebafterbucklingstrengthcalculationaccordingtospecificationfordesignofsteelstructures(GB50017-2003)4,4provisions.Axialcompressionmemberandalocalbendingcomponenthastwoways:oneisthecontrolboardfreeoverhangingflangewidthandthicknessratioof;Thesecondistocontrolwebcomputingtheratiooftheheightandthickness.Forcirculartubesectioncompressionmember,shouldcontroltheratioofouterdiameterandwallthicknessandstiffeneraccordingtospecificationfordesignofsteelstructures(GB50017-2003),54rule.ConclusionSteelstructurehasadvantagesoflightweight,highstrengthandhigh-109- degreeofindustrializationandhasbeenwidelyusedintheconstructionengineering.Ibelievethatthroughtostrengthentheoverallstabilityandlocalstabilityofthestructureandthedesignofout-of-planestability,wecouldovercomestructuredesignflawsanditsapplicationfieldwillbemoreandmorewidely.referencesGB50017-2003,DesignCodeforSteelStructures[S]ChenShaofan,Steelstructuredesignprinciple[M].Beijing:Chinabuildingindustrypress,2004LaSalleJ.P.&LefschetzS:StabilitybyLyapunov"sSecondMethodwithApplications,NewYork1961(Academic)StructuralstabilityatScholarpedia,curatedbyCharlesPughandMaurícioMatosPeixoto.钢结构稳定设计摘要钢结构具有自重轻，强度高，工业化程度高的优点，已被广泛应用于建筑工程。我们经常听到由于钢结构不稳定的原因造成人员伤亡和财产损失等事故。分析案例及原因，通常是由于结构设计上的缺陷造成的。本文通过概念，原理，分析方法以及结合工程实践，总结出关于钢结构设计稳定性的设计经验。关键词：钢结构;稳定性设计;详细结构钢结构稳定设计由亚历山大·-109- 安德罗诺夫和列弗庞特里亚金于1937年对粗糙的系统结构稳定的系统进行了介绍。他们宣布粗糙的系统在平面上是安德罗诺夫-庞特里亚金标准的一个表征。在这种情况下，结构稳定系统是典型的，它们形成一个开放的稠密集赋予适当的拓扑中的所有系统的空间。在更高的维度，它不再是真实的，这表明典型的动力学是非常复杂的结构稳定的系统，可在任意尺寸的一个重要类别是由阿诺索夫微分同胚和流量给出。在数学上，结构稳定性是动力系统的一个基本属性，表示该轨迹的定性行为不受C1-小扰动。这样的定性性质的例子是固定点和周期轨道（但不是他们的周期）的数字。不像函数稳定性，它考虑为一个固定的系统，结构稳定处理系统本身初始条件扰动。这个概念的变种适用于常微分方程，向量场的光滑流形的系统和它们所产生的现金流，以及微分同胚。稳定性是需要在钢结构工程的设计要解决的内容之一。由于在现实生活中的钢结构不稳定。例如，1978年，在110米的空间桁架结构的平面哈特福德市体育场在92米的工作处，突然摔倒在地于。原因是压杆屈曲失稳;13.2米18.0m钢桁梁，1988年，缺乏网络成员的稳定性在施工过程中中国崩溃;2010年1月3日下午，横跨在昆明新38米钢结构桥梁突然倒塌，造成7人，8人重伤，26人轻微受了伤。我们可以看到从上面的情况下，不稳定钢结构和失败的常见原因是不合理的结构设计，若想从根本上防止此类事故，钢结构设计稳定性是关键。该系统的结构稳定性提供了一个申请动力系统的定性理论的理由，要以具体的物理系统进行分析。这种定性分析的思想可以追溯到亨利·庞加莱在天体力学的三体问题的工作。大约在同一时间，亚历山大李雅普诺夫严格调查的个别系统的小扰动稳定。在实践中，由于各个小的相互作用的存在，该系统（即微分方程）的演变规律是永远不会明确。正因如此，关键是要知道该动力学基本特征是相同的任何微小扰动的“模式”-109- 的系统，它的演变是由某些已知的物理定律支配的。定性分析是进一步由乔治伯克霍夫在20世纪20年代开发的，但第一次正式与引入粗糙系统由安德罗诺夫和庞特里亚金于1937年的概念。结构稳定性想法是采取了由斯蒂芬·斯梅尔和他的学校在20世纪60年代的双曲动力的背景下。此前，马斯顿莫尔斯和哈斯勒惠特尼开始和托姆发展稳定的平行理论可微映射，形成奇点理论的重要组成部分。托姆设想这一理论应用于生物系统。即斯梅尔和托姆曾在与毛里西奥培肖特，谁开发肖托定理在1950年代后期的直接接触。当斯梅尔开始研制双曲动力系统的理论，他希望，结构稳定的系统将是“典型”。此情况低维一致性：对于流量和尺寸之一微分同胚维2。然而，他很快发现向量场的例子，在无法进行稳定的结构由一个任意小的扰动（这样的例子已经被后来建于维三歧管），高维流形。这意味着在更高的维度，结构稳定的系统是不致密。此外，即使相空间紧凑，结构稳定的系统可能有双曲鞍的横向同宿轨线闭合轨道和无穷多周期轨道。由安德罗诺夫和庞特里亚金考虑结构稳定的系统最接近的高维类似物是由莫尔斯斯梅尔系统给出。稳定性研究的结构理论进行了理想的数学模型，事实上，我们需要考虑的各种因素的影响，与实际结构是不是理想的数学模型？例如，对于压棒，负载不能有绝对对准截面中心;总是会有一些初步的弯曲栏本身，即所谓的“几何缺陷”;材料本身不可避免地具有某种“缺陷”-109- ，如所引起的残余应力等，屈服应力和杆的制造方法的离散。所以，除了弹性和杆的几何尺寸的模量，影响了推杆的承载能力在不同程度上，影响结构设计通常应予以考虑。通常将基于学习理论被称为屈曲理论，根据实际研究的稳定性考虑与极限承载力理论的稳定性的稳定性的各种因素称为破碎理论的理想的数学模型。被称为压溃载荷和极限承载力过程中使用或作为屈曲载荷的加载测试实际发生的部件或结构损坏。为简单起见，通常用于屈曲载荷。关于几何缺陷，则是根据大量的实验结果，但一般认为是假定的弯月面曲线和其载体度为1/1000的杆的长度。关于组织缺损，在国家标准配方是不一样的，允许通过非常不同的特定的屈曲应力曲线，也存在一些问题有待进一步研究。一、钢结构稳定设计理念1.1.强度和稳定性之间的区别强度是指该结构或由其引起的负载在稳定平衡状态下的单个组件的最大应力（或内部力）超过建筑材料的极限强度，所以它是应力的问题。根据材料而变化的特性的极限强度值是不同的。稳定性的研究主要是寻找内阻之间的外部负载和结构不稳定的平衡。也就是说，变形开始快速增长，我们应尽量避免进入状态的结构，所以它是变形的问题。例如，对于一个轴向压缩柱，在状态栏不稳定，柱的横向偏转增添了不少的附加弯矩，因而柱子的断裂负荷远远超过其轴向抗压强度少。在这一点上，不稳定性是支柱断裂的主要原因。1.2.钢结构失稳的分类1）稳定性问题的平衡分叉（分支点不稳定）。2）完美的直杆和压片屈曲所有的轴压屈曲都属于这一类。3）平衡分叉问题（极值点失稳）的稳定性。4）塑料发展取得建筑钢材在一定程度上偏心受压构件的稳定性丧失的能力，都属于这一类。5）不稳定的跳跃6）跳跃的不稳定是一种从以上两种类型的稳定性问题不同。它的稳定性失去平衡后跳转到另一个稳定的平衡状态。二、钢结构稳定设计的原则-109- 用于钢结构布置中，整个系统各部分的稳定性要求必须考虑，与目前大多数钢结构是根据平面系统设计的，如桁架和框架。结构的整体布局可以保证平面结构不会出现外的平面失稳，如增加必要的支持工件等平面稳定性计算的平面结构与结构安排是一致的。结构计算简图应符合实际的计算方法的说明图是基于一致的。当设计一个单层或多层框架结构，我们通常不会使框架的稳定性，但框架柱的稳定计算分析。当我们用这种方法来计算柱框架柱的稳定性，长度系数应通过整体稳定性分析，框架柱的稳定计算和稳定性计算之间的等效框架完成。对于单层或多层框架，计算的列长度系数钢结构五个基本假设（GB50017-2003）的基础设计提出了规范。包括：在所有框架的支柱是稳定的，同时损失，也就是列的临界负荷的同时达到。根据这一假设，框架和酒吧稳定性计算方法的每一列的稳定性参数，是基于一些简化的假设或需要确保，该结构的设计必须符合这些假设。2.3。钢结构的详细结构设计和元件的稳定计算应该是一致的。该钢结构细部构造设计和元件符合计算的稳定性的保证是一个需要高度重视钢结构的设计有问题。弯矩到非透射弯矩节点连接应被分配给他们的足够刚性和节点应尽量减少杆"偏压。但是，当涉及到稳定性，结构往往有不同的强度或特殊考虑。但上述对解决光束整体稳定性的要求，是不需要停止光束绕纵向轴线扭转，同时允许在平面内旋转和翘曲梁端部的光束，以符合边界条件的稳定性分析。三、分析钢结构稳定性的方法钢结构稳定性分析是变形条件下的外荷载应该是相对于结构的不稳定性变形或弯曲。荷载与结构变形是非线性关系，属于非线性几何稳定性计算，应同时使用二阶分析方法。稳定性计算，即屈曲载荷和极限载荷，可视为稳定承载结构或构件的容量的计算。在弹性稳定理论，临界力的计算方法主要可分为两种静态法和能量法。3.1.静态方法静态方法，即屈曲载荷和极限载荷，可视为稳定性轴承结构或构件的容量计算。按照建立平衡微分方程的基本假设：1）如横截面的组件是一个直杆。-109- 2）压力功能始终沿着原来的轴分量3）材料是根据虎克定律，即应力和应变之间的线性关系。4）组分符合平截面假定，即在平坦的横截面的前部的部件的变形仍然是平坦部变形后。5）弯曲变形的元件是小曲率可以由偏转函数的二阶导数来近似表示。基于上述假设，我们可以平衡微分方程，分别代替成相应的边界条件，解决两端铰接轴压构件的临界载荷。3.2.能源法能量法通常解决稳定承载能力，通过能量守恒和势能的原理，是解决了临界载荷值的原则的一种近似方法。1）能量守恒的原理，解决了关键负载当保守系统处于平衡状态，在贮藏结构中的应变能等于外力做，即工作中，能量守恒的原则。由于能源关系的临界状态：ΔU=ΔW应变能的ΔU-增量工作力ΔW-增量平衡微分方程可以通过能量守恒的原则设立。2）潜在的能源价值的原则，解决了临界载荷值中值势能的原则是指：对于结构受外力作用，当有小的位移，但总势能保持不变，即，其总势能值，该结构是在平衡的状态中。表达式为：dΠ=dU-dW=0致虚位移的结构应变能的杜的变化，它始终是积极的;DW-工作的外力做的虚位移;3.3.电源动力学方法-109- 微分方程和动力系统的定性理论的许多地方处理解决方案的渐近性质和之后的很长一段时间与系统发生的轨迹。最简单的一种行为，是由平衡点，或固定点，并通过周期轨道展出。如果一个特定的轨道上很好理解，很自然地问下在初始条件的微小变化是否会导致类似的行为。稳定性理论解决以下问题：是将附近的轨道上无限贴近给定的轨道？还是将它收敛于给定的轨道上（这是一个强大的属性）？在前者的情况下，轨道被称为稳定，在后一种情况下，渐近稳定的，或吸引。稳定性是指轨迹不属于小扰动太大变动。与此相反的情况，即一个附近的轨道正从给定的轨道排斥。在一般情况下，扰动的初始状态在某些方向导致该轨迹趋近于给定的一个，在其它方向上的运动轨迹越来越远离它。也可能有方向的扰动轨道的行为更复杂的（既不会聚也不完全逸出），然后稳定性理论没有给出有关动力学的足够信息。其中一个关键的思想稳定理论是，一个轨道的摄动下的定性行为可以使用该系统的轨道附近的线性化分析。特别是在平滑的动力系统与n维相空间的每一个均衡，有一定的矩阵A的特征值的特征附近的点（哈特曼-格罗布曼定理）的行为。更确切地说，如果所有的特征值是负实数或复数与负实部则该点是一个稳定的吸附固定点，和附近的点，以指数速度，比照函数稳定性和指数稳定性收敛到它。如果没有本征值是纯虚数（或零），则吸引和排斥的方向都与矩阵A的特征值与它的实部为负，且分别积极的特征空间。在平衡结构系统中，如果使振动通过应用小干扰振动，变形和振动加速度的结构，是相对于结构载荷的。当负载小于一个稳定值的极限载荷，加速度和变形是在相反的方向，所以干扰被删除，运动往往是静态的，平衡态的结构是稳定的;当负载大于稳定性的极限载荷，加速度和变形是在相同的方向，甚至消除干扰，运动仍然是发散的，因此在平衡状态下的结构是不稳定的。-109- 目前，大量的钢结构设计与计算机软件的结构钢的结构应力计算，结构和自动强度和整体稳定性计算程序的平面内组件的辅助下，可以在门诊的结构和元件计数的平面强度和稳定性进行计算，设计人员需要另做分析，计算和设计。在这个时候，整个结构可以是高程的形式被，根据不同级别的负载，分解成许多不同的布局结构，从而进行结构强度和稳定性的计算。局部压曲稳定的光束的强度后，它可以被设置于激光束的横向或纵向加强筋，为了解决该问题，光束加强肋要根据规范钢结构（GB50017-2003）设计的局部稳定;根据规范屈曲强度计算钢结构（GB50017-2003）4,4规定的设计，有限元分析一个网页。轴心受压构件和局部弯曲组件有两种方式：一种是控制板上自由悬垂翼缘宽度和厚度之比;第二是控制网络的计算的高度和厚度的比率。圆形管部压缩构件，根据规范钢结构（GB50017-2003），54规则的设计应控制的外径和壁厚和加强筋的比值。四、结论钢结构具有质量轻，强度高，工业化程度高的优势，并已广泛应用在建筑工程。相信，通过加强整体的稳定性和结构的局部稳定性和离开平面的稳定的设计，我们可以克服结构设计上的缺陷，其应用领域将会越来越广泛。参考文献-109- GB50017-2003，设计规范钢结构[S]钢结构设计原理[M]，陈绍蕃。北京：中国建筑工业出版社，2004拉萨尔JP＆莱夫谢茨S：稳定性的李亚普诺夫第二方法与应用，纽约1961（学术）结构稳定性，由查尔斯·皮尤和毛里西奥·马托斯培肖特策划。-109-'