梯形屋架課程設(shè)計

梯形鋼屋架課程設(shè)計計算1 設(shè)計資料：1、 車間柱網(wǎng)布置：長度 90m ；柱距 6m ；跨度 24m2、 屋面坡度：1：103、 屋面材料：預應力大型屋面板4、 荷載1） 靜載：屋架及支撐自重 0.45KN/m;屋面防水層 0.4KN/m；找平層 0.4KN/m;大 型屋面板自重（包括灌縫）1.4KN/m。2） 活載：屋面雪荷載 0.3KN/m；屋面檢修荷載 0.5KN/m5、 材質(zhì) Q235B 鋼，焊條 E43XX 系列，手工焊。2 . 結(jié)構(gòu)形式與選型屋架形式及幾何尺寸如圖所示根據(jù)廠房長度(90m60m)、跨度及荷載情況，設(shè)置上弦橫向水平支撐 3 道，下弦由于跨度為 18m 故不設(shè)下弦支撐。梯形鋼屋架支撐布置如圖所示：3 . 荷載計算屋面活荷載 0.7KN/m進行計算。荷載計算表荷載名稱 標準值（KN/m） 設(shè)計值（KN/m）預應力混凝土大型屋面板自重 1.4 1.41.351.89屋架及支撐自重 0.45 0.151.350.608屋面防水層 0.4 0.41.350.54找平層 0.4 0.41.350.54永久荷載總和 2.65 3.578屋面檢修荷載 0.5 0.51.40.7可變荷載總和 0.5 0.7荷載組合方法：1、全跨永久荷載 全跨可變荷載1F2F2、全跨永久荷載 半跨可變荷載3、全跨屋架（包括支撐）自重 半跨屋面板自重 半跨屋面活荷載34F2F4. 內(nèi)力計算計算簡圖如下(c)(b)(a)2F22/ 2F3/3 33F34343421F22F2/ 2F/1/1F22121F212121CGEDBAdcb1111F1/29054442 4屋架構(gòu)件內(nèi)力組合表單位荷載 F1靜載作用（KN/m） 活載（KN/m）0.7桿件內(nèi)力 計算內(nèi)力大型屋面板 1.89桿件名稱桿件編號在左在右全跨全部恒載3.578屋架支撐0.608在左 在右 全部在左在右全部組合一組合二組合三AB 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 BC -4.69 -2.16 -6.23 -22.28 -3.79 -8.86 -4.09 -11.77 -3.28 -1.51 -4.36 -143.84 -138.02 -86.01 -143.84 CD -4.68 -2.16 -6.22 -22.25 -3.78 -8.85 -4.08 -11.75 -3.28 -1.51 -4.35 -143.63 -137.83 -85.89 -143.63 DE -6.21 -3.93 -9.00 -32.19 -5.47 -11.73 -7.42 -17.01 -4.34 -2.75 -6.30 -207.85 -197.30 -116.34 -207.85 EF -6.20 -3.92 -8.99 -32.17 -5.47 -11.72 -7.42 -16.99 -4.34 -2.75 -6.29 -207.70 -197.15 -116.26 -207.70 上弦桿FG -5.32 -5.32 -9.10 -32.57 -5.54 -10.06 -10.06 -17.21 -3.73 -3.73 -6.37 -210.32 -196.02 -104.32 -210.32 ab -1.21 -2.82 -3.49 -12.49 -2.12 -2.29 -5.34 -6.60 -0.85 -1.98 -2.44 -80.62 -72.00 -28.38 -80.62 bc 1.87 -0.83 1.01 3.60 0.61 3.53 -1.57 1.90 1.31 -0.58 0.70 23.25 26.51 29.44 29.44 下弦桿 cd 2.07 0.72 2.31 8.26 1.40 3.91 1.36 4.36 1.45 0.51 1.62 53.33 52.43 36.52 53.33 aB -5.06 -2.05 -6.51 -23.31 -3.96 -9.56 -3.87 -12.31 -3.54 -1.43 -4.56 -150.49 -144.99 -92.14 -150.49 Bb 3.38 1.83 4.68 16.76 2.85 6.39 3.46 8.85 2.37 1.28 3.28 108.19 103.28 62.69 108.19 bD -2.15 -1.79 -3.42 -12.25 -2.08 -4.06 -3.39 -6.47 -1.51 -1.25 -2.40 -79.09 -74.28 -41.31 -79.09 Dc 0.73 1.55 1.83 6.55 1.11 1.38 2.93 3.46 0.51 1.08 1.28 42.27 38.11 16.21 42.27 Cf 0.38 -1.54 -0.71 -2.54 -0.43 0.72 -2.90 -1.34 0.27 -1.07 -0.50 -16.41 -12.29 2.99 -16.41 斜腹桿Fd -1.45 1.36 -0.48 -1.73 -0.29 -2.73 2.56 -0.91 -1.01 0.95 -0.34 -11.16 -14.81 -21.82 -21.82 Aa -0.50 0.00 -0.50 -1.79 -0.30 -0.95 0.00 -0.95 -0.35 0.00 -0.35 -11.55 -11.55 -8.63 -11.55 Cb -0.93 0.03 -0.91 -3.27 -0.56 -1.77 0.06 -1.73 -0.65 0.02 -0.64 -21.10 -21.18 -16.07 -21.18 Ec -0.95 0.03 -0.93 -3.34 -0.57 -1.80 0.05 -1.77 -0.67 0.02 -0.65 -21.58 -21.66 -16.42 -21.66 豎桿Gd 0.08 0.08 0.85 3.03 0.52 0.15 0.15 1.60 0.06 0.06 0.59 19.58 16.68 3.90 19.58 5. 桿件設(shè)計1、 上弦桿整個上弦采用等截面，按 FG 桿件的最大設(shè)計內(nèi)力設(shè)計，即 N=210.32KN上弦桿計算長度：在屋架平面內(nèi)： ， 0xl1.58m0yl21.583.06m上弦截面選用兩個不等肢角鋼，短肢相并。腹桿最大內(nèi)力 N=115.16 KN，中間節(jié)點板厚度選用 6mm，支座節(jié)點板厚度選用8mm設(shè) 60，0.807，截面積為32N210.A7.4mf85上需要回轉(zhuǎn)半徑： 0xyl1.58im2.163.0.3上查表選用 2 110706 上1076xxy驗算 0xyl158m7.0i2.36.i.4上滿足長細比要求， 查表yxy3y0.65N21aA.0上MP滿足要求其余計算結(jié)果見下表屋架桿件截面選擇表計算長度cm回轉(zhuǎn)半徑（cm）長細比 穩(wěn)定系數(shù)桿件名稱桿件編號內(nèi)力（KN） 0xly截面規(guī)格 截面面積（cm） xiyxy容許長細比Xy計算應力NA（N/mm）上弦 FG -210.32 150.8 30.16 2 11070621.2 2.01 3.54 75.0 85.2 150.00 0.720 0.655 151.55下弦 ab -80.62 300 885 2 100801034.40 2.53 4.63 118.58 191.14 150.00 0.447 0.204 -114.88 斜腹 aB -150.49 253 253 2 100631031.00 1.74 4.86 145.40 52.06 150.00 0.322 0.847 -150.76 Bb 108.19 209.04 261.3 2 90565 14.42 1.59 4.32 131.47 60.49 350.00 0.383 0.807 195.89 bD -79.09 229.12 286.4 2 90565 14.42 1.59 4.32 144.10 66.30 150.00 0.329 0.774 -166.71 Dc 42.27 229.12 286.4 2 70455 11.22 1.28 3.14 179.00 91.21 350.00 0.227 0.614 165.96 Cf -16.41 249.92 312.4 2 100636 19.24 1.79 4.78 139.62 65.36 150.00 0.349 0.780 -24.44 Fd -21.82 249.92 312.4 2 100636 19.24 1.79 4.78 139.62 65.36 150.00 0.349 0.780 -32.50 豎桿 Aa -11.55 159.2 199 2 63405 8.12 1.14 3.09 139.65 64.40 150.00 0.349 0.786 -40.76 Cb -21.18 183.2 229 2 70455 11.22 1.28 3.41 143.13 67.16 150.00 0.333 0.769 -56.69 Ec -21.66 207.2 259 2 755010 23.60 1.38 3.72 150.14 69.62 150.00 0.308 0.757 -29.80 Gd 19.58 231.2 289 2 70455 11.22 1.28 3.14 180.63 92.04 350.00 0.225 0.608 77.56 6、 節(jié)點設(shè)計1. 下弦節(jié)點用 E43 型焊條角焊縫的抗拉和抗壓、抗剪強度設(shè)計值 160MPa。wf125436967052 18 9 4 0N=.KN=.K7. 上“ba.下弦節(jié)點“b” ，設(shè)“Bb”桿的肢背和肢尖焊縫為 6mm。所需的焊縫長度為fh肢背： ，取 70mm。wef0.75N.1089l m2h6上.37肢尖： ，取 50mm。efl 上2.設(shè)“bD”桿的肢背和肢尖焊縫為 6mm。所需的焊縫長度為fh肢背： ，取 50mm。wef0.75N.790l m2h61上4.3肢尖： ，取 50mm。efl 上.“Cb”桿內(nèi)力很小，取 6mm。綜合取節(jié)點板尺寸 300mm230mmfh下弦與節(jié)點板連接的焊縫長度為 30.0cm， 6mm。焊縫所受的力為左右兩下fh弦桿的內(nèi)力差 N110.06KN，受力較大處的肢背出的焊縫應力為:160MPaf0.751634.1MPa2(2)焊縫強度滿足要求2. 上弦節(jié)點“B”“Bb”桿與節(jié)點板的焊縫尺寸同上。上“BN=108.9K=150.49K143.862 57 672 N設(shè)“aB”桿的肢背和肢尖焊縫 8mm 和 6mm，所需焊縫長度為fh肢背： ，取 70mmwef0.75N.15049l m2h86上2.肢尖： ，取 50mmefl 上7.節(jié)點板上邊緣縮進上弦肢背 8mm。用槽焊縫把上弦角鋼和節(jié)點板連接起來。槽焊縫作為兩條焊縫計算，需在強度設(shè)計值乘以 0.8 的折減系數(shù)。假定集中荷載 P 與上弦垂直，上弦肢背槽焊縫內(nèi)的應力計算如下：=6mm， 8mmfhf上弦與節(jié)點板焊縫長度為 290mm，則2 221fwwfP310k(N)()(0.75148)()1. .0.7hl 693.9MPa.Pa 上上弦肢尖角焊縫的切應力為2 2221fwwfP310k(N)()(0.5148)()1. .0.7hl 7693.9MPa.Pa 上3. 上弦節(jié)點“C”設(shè)“Cb”桿的肢背和肢尖焊縫為 6mm。所需的焊縫長度為fh肢背： ，取 50mm。wef0.75N.2180l m2h6上.肢尖： ，取 50mm。efl 上3.9驗算節(jié)點板強度上弦與節(jié)點板焊縫長度為 173mm，則2 221fwwfP310k(N)()(0.75)()1. .0.7hl 6.MPa.8Pa 上上弦肢尖角焊縫的長度為 126mm 的切應力為2 2221fwwfP310k(N)()(0.5148)()1. .0.7hl 769.Ma.Pa 上4.屋脊節(jié)點“K”設(shè)拼接角鋼與受壓弦桿之間的角焊縫 8mm ，則所需焊縫計算長度為（一條焊fh縫）N=210.3K 上“G12505 762 7413w2103l58.6m4.7=拼接角鋼長度 +弦桿桿端空隙 20，拼接角鋼長度取 180mm。swfl(2h)上弦與節(jié)點板之間的槽焊縫，假定承受節(jié)點荷載，驗算如下設(shè)“FG”桿的肢背和肢尖焊縫為 8mm 和 6mm。所需的焊縫長度為f肢背： ，取 110mm。wef0.75N.2103l m2h86上.肢尖： ，取 60mm。efl 上9.驗算節(jié)點板強度上弦與節(jié)點板焊縫長度為 150mm，則2 221fw wfP310kN()(0.751)(). .07hl 8.4MPa.8Pa 上上弦肢尖與節(jié)點板的連接焊縫，應按上弦內(nèi)力的 15計算，117 61596mm，焊縫應力為wlNff 2N2 2ff0.153MPa79.054.13.76()(.)()15.6Pa0M1. .M34. 支座節(jié)點“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)點中心線上設(shè)置加勁肋，加勁肋的高度與節(jié)點板高度相等，厚度 10mm。=.K65076123427013052ba（1） 支座底板的計算。支座反力 R23101