梯形鋼屋架專業(yè)課程設(shè)計(jì)

1、word可編輯梯形鋼屋架專業(yè)課程設(shè)計(jì).word可編輯目錄一、設(shè)計(jì)資料2二、屋架尺寸及結(jié)構(gòu)形式與選型2三、 荷載計(jì)算3334四、內(nèi)力計(jì)算4五、桿件設(shè)計(jì)66789六、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)1010111213附錄：鋼屋架施工圖.word可編輯梯形鋼屋架課程設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)一、設(shè)計(jì)資料：1、 車間柱網(wǎng)布置：長(zhǎng)度90m ；柱距6m ；跨度21m2、 屋面坡度：1：103、 屋面材料：預(yù)應(yīng)力大型屋面板4、 荷載1） 靜載：;屋面防水層 ；;大型屋面板自重包括灌縫。 2) 活載：；積灰荷載標(biāo)準(zhǔn)值 KN/m2 屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：5、 材質(zhì) Q345B鋼，焊條E50XX系列，手工焊。荷載類型荷載名稱荷載標(biāo)準(zhǔn)值KN/m2永久荷載三

2、氈四油上鋪綠豆沙防水層水泥砂漿找平層保溫層一氈二油隔氣層水泥砂漿找平層預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板屋架自重可變荷載屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值積灰荷載雪荷載6、二、 結(jié)構(gòu)形式與選型屋架形式及幾何尺寸如下圖上弦橫向水平支撐一般設(shè)置在房屋兩端且間距不宜大于60m，根據(jù)廠房長(zhǎng)度(90m60m)、跨度及荷載情況，設(shè)置上弦橫向水平支撐3道。下弦橫向水平支撐與上弦橫向水平支撐對(duì)應(yīng)的布置在同一柱間距內(nèi)，以形成穩(wěn)定空間體系。下弦縱向水平支撐不進(jìn)行布置。垂直支撐設(shè)置在上、下弦橫向支撐的柱間內(nèi)，在屋架兩端及跨中的豎直面內(nèi)。系桿沿房屋縱向通長(zhǎng)設(shè)置，以保證屋架的側(cè)向穩(wěn)定。三、 荷載計(jì)算屋面雪荷載與檢修荷載不會(huì)同時(shí)出現(xiàn)，計(jì)算時(shí)，取較大的荷載

3、標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行計(jì)算。進(jìn)行計(jì)算。屋架沿水平投影面積分布的自重包括支撐按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，跨度單位為米m.屋架沿水平投影面積分布的自重包括支撐按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，跨度單位為米m荷載計(jì)算表荷載名稱標(biāo)準(zhǔn)值KN/m設(shè)計(jì)值KN/m預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板自重屋架及支撐自重0.350.2641.350.3564屋面防水層找平層永久荷載總和2.4643.3264屋面活荷載0.70.71.4積灰荷載可變荷載總和設(shè)計(jì)屋架時(shí)，應(yīng)考慮以下三種荷載組合：1、 全跨永久荷載全跨可變荷載全跨節(jié)點(diǎn)永久荷載及可變荷載：F=(+) 6=2、 全跨永久荷載半跨可變荷載全跨節(jié)點(diǎn)永久荷載：F1=6=半跨節(jié)點(diǎn)可變荷載：F2=6=3、 全跨屋架包括支撐

4、自重半跨屋面板自重半跨屋面活荷載全跨節(jié)點(diǎn)屋架自重：F3=6=半跨節(jié)點(diǎn)屋面板自重及活荷載：F4=(+) 6=1、2為使用節(jié)點(diǎn)荷載情況，3為施工階段荷載情況。四、 內(nèi)力計(jì)算屋架在上述三種荷載組合作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖如下：由圖解法或數(shù)解法解得F=1的屋架各桿件的內(nèi)力系數(shù)F=1作用于全跨、左半跨和右半跨。然后求出各種荷載情況下的內(nèi)力進(jìn)行組合，計(jì)算結(jié)果如下表：屋架構(gòu)件內(nèi)力組合表?xiàng)U件名稱內(nèi)力系數(shù)F=1第一種組合F1第二種組合第三種組合計(jì)算桿件內(nèi)力kN全跨1左半跨2右半跨3F11+F22F11+F23F31+F42F31+F43上弦桿AB000000000BC、CDDE、EFFG、GH下弦桿Acceeggh斜腹

5、桿aBBccD27De4eF01FggH47堅(jiān)桿Aa0Cc07676Ee07676Gg07676五、 桿件設(shè)計(jì)1上弦桿整個(gè)上弦采用等截面，按FG桿件的最大設(shè)計(jì)內(nèi)力設(shè)計(jì)，即N=上弦桿計(jì)算長(zhǎng)度：在屋架平面內(nèi)：為節(jié)點(diǎn)軸線長(zhǎng)度：l0x= l0=在屋架平面外：本屋架為無(wú)檁體系，并且認(rèn)為大型屋面板只起到剛性系桿作用，根據(jù)支撐布置和內(nèi)力變化情況，取為支撐點(diǎn)間的距離，即：=3=根據(jù)屋架平面外上弦桿的計(jì)算長(zhǎng)度，上弦截面選用兩個(gè)不等肢角鋼，短肢相并。如右圖：腹桿最大內(nèi)力N=，中間節(jié)點(diǎn)板厚度選用10mm，支座節(jié)點(diǎn)板厚度選用12mm設(shè)60，查Q345鋼的穩(wěn)定系數(shù)表，可得由雙角鋼組成的T形和十字形截面均屬于b類，那么需

6、要截面積為需要回轉(zhuǎn)半徑： 查表選用21006310 a=10mm驗(yàn)算 滿足長(zhǎng)細(xì)比的要求，查表，那么故所選截面適宜。2下弦桿整個(gè)下弦采用等截面，按cd桿件的最大設(shè)計(jì)內(nèi)力設(shè)計(jì)，即N=下弦桿計(jì)算長(zhǎng)度：下弦截面選用兩個(gè)不等肢角鋼，短肢相并。所需截面面積：查表選用2 100806，a=10mm 即，且 滿足要求。3腹桿 aB桿: 計(jì)算長(zhǎng)度： 桿件軸力：N= 因?yàn)椋x21409010 所需面積： 那么 4豎桿豎桿Gg :桿件軸力：N= 計(jì)算長(zhǎng)度：內(nèi)力較小 按=150選擇 需回轉(zhuǎn)半徑：cm =查表選用2 454 a=8mm 即 且，查表得屋架桿件截面選擇表?xiàng)U件名稱桿件編號(hào)內(nèi)力KN計(jì)算長(zhǎng)度cm截面規(guī)格截面面積

7、cm回轉(zhuǎn)半徑cm長(zhǎng)細(xì)比容許長(zhǎng)細(xì)比穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算應(yīng)力或N/A N/cm上弦FGGH-2160110142.827.7550.7451下弦eg30010352100806_斜腹Aa19919925650.345aB253253214090101Bc2092 100635-Cc2292 5652.69111cD210066De21006635豎桿Ee25925652.6912eF2 100681Fg25651.722.6913-Gg28925651.722.69111671gH33921006六、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)1下弦節(jié)點(diǎn)用E50型焊條角焊縫的抗拉和抗壓、抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值200MPa。 下弦節(jié)點(diǎn)“c設(shè)“Bc桿的

8、肢背8mm和肢尖焊縫為肢背：，取140mm。肢尖：，取90mm。 “Cc桿內(nèi)力很小，桿的肢背6mm和肢尖焊縫為460mm下弦與節(jié)點(diǎn)板連接的焊縫長(zhǎng)度為46cm，6mm。焊縫所受的力為左右兩下弦桿的內(nèi)力差N，受力較大處的肢背出的焊縫應(yīng)力為:焊縫強(qiáng)度滿足要求。焊縫強(qiáng)度滿足要求。 2上弦節(jié)點(diǎn)“B “Bc桿與節(jié)點(diǎn)板的焊縫尺寸同上。NaB=設(shè)“aB桿的肢背和肢尖焊縫10mm和6mm，所需焊縫長(zhǎng)度為肢背： ,取140mm.肢尖：，取120mm節(jié)點(diǎn)板上邊緣縮進(jìn)上弦肢背8mm，按構(gòu)造要求取節(jié)點(diǎn)板用槽焊縫把上弦角鋼和節(jié)點(diǎn)板連接起來(lái)。槽焊縫作為兩條焊縫計(jì)算，。假定集中荷載P與上弦垂直，上弦肢背槽焊縫內(nèi)的應(yīng)力計(jì)算如下

9、：等于二分之一節(jié)點(diǎn)板厚度，10mm,上弦與節(jié)點(diǎn)板焊縫長(zhǎng)度為460mm，那么 滿足要求。 上弦肢尖角焊縫的切應(yīng)力為 滿足要求。3.脊節(jié)點(diǎn)“G設(shè)拼接角鋼與受壓弦桿之間的角焊縫10mm，那么所需焊縫計(jì)算長(zhǎng)度為一條焊縫拼接角鋼長(zhǎng)度+弦桿桿端空隙20，拼接角鋼長(zhǎng)度取400mm。上弦與節(jié)點(diǎn)板之間的槽焊縫，假定承受節(jié)點(diǎn)荷載，驗(yàn)算如下節(jié)點(diǎn)板長(zhǎng)度為360mm，節(jié)點(diǎn)板的寬度為150mm,上弦肢尖與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫，應(yīng)按上弦內(nèi)力的15計(jì)算，(360/2-10-20)150mm，焊縫應(yīng)力為4.支座節(jié)點(diǎn)“A為了便于施焊，下弦桿角鋼水平肢的底面與支座底板的凈距離取160mm。在節(jié)點(diǎn)中心線上設(shè)置加勁肋，加勁肋的高度與節(jié)點(diǎn)板

10、高度相等，厚度12mm。支座底板的計(jì)算。支座反力R538228=431016N。設(shè)支座地板的平面尺寸采用280400mm，現(xiàn)僅考慮有加勁肋局部的底板承受支座反力，那么承壓面積為An=280320=64960mm。驗(yàn)算柱頂混凝土強(qiáng)度：支座板底厚度按屋架反力作用下的彎矩計(jì)算，節(jié)點(diǎn)板和加勁肋將節(jié)點(diǎn)板分為四塊，塊板為兩相鄰邊自由板，每塊板的單位寬度的最大彎矩為 式中，q為底板下的平均應(yīng)力。a1為兩支撐邊之間的對(duì)角線為系數(shù)，由b1/a1查表，b1為兩支撐邊的相交點(diǎn)到對(duì)角線a1 的垂直距離。由相似三角形的關(guān)系，得b2，b2/a2 查表得底板厚度，取t20mm加勁肋與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫計(jì)算。假定加勁肋受力為屋

11、架支座反力的1/4，即431016/4=107754N,那么焊縫內(nèi)力為V=107754NM=10775455=5826470Nmm設(shè)焊縫6mm，焊縫長(zhǎng)度5282012496mm，焊縫應(yīng)力為節(jié)點(diǎn)板、加勁肋與底板的連接焊縫計(jì)算。設(shè)焊縫傳遞全部支座反力R=431016N，其中每塊加勁肋各R/4107754N，節(jié)點(diǎn)板傳遞R/2215508N。節(jié)點(diǎn)板與底板的連接焊縫長(zhǎng)度228012536mm，所需焊腳尺寸為，故取6mm。每塊加勁肋于底板的連接焊縫長(zhǎng)度為21102012156mm所需焊縫尺寸為=，故取8mm。其他節(jié)點(diǎn)的計(jì)算不再一一列出，見(jiàn)施工構(gòu)造圖。參考文獻(xiàn):1 土木工程專業(yè) 鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)指南 ，周俐俐、姚勇等編著，中國(guó)水利水電出版社、知識(shí)產(chǎn)權(quán)出版社，2006年1月第1版；2 鋼結(jié)構(gòu)上冊(cè)鋼結(jié)構(gòu)根底 ，陳紹蕃、顧強(qiáng)主編，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2007年6月第二版；3 建筑結(jié)構(gòu)荷載標(biāo)準(zhǔn) GB50009-2001，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2006年11月第二版；4 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) GB50017-2003，中國(guó)方案出版社，2003。.word可編輯摘要：掌握鋼屋架荷載的計(jì)算，桿件內(nèi)力的計(jì)算和組合，桿件的計(jì)算長(zhǎng)度、截面型式、截面選擇及構(gòu)造要求，填板的設(shè)置及節(jié)點(diǎn)板的厚度，普通鋼屋架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的原那么和要