鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)梯形屋架

1、鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)：所在學(xué)院：專業(yè)班級(jí)：指導(dǎo)教師： 2011年3月鋼屋蓋設(shè)計(jì)任務(wù)書（梯形屋架）一、設(shè)計(jì)資料某車間（或廠房）跨度l，長(zhǎng)度96m，柱距6m，屋蓋采用梯形鋼屋架，屋面材料為壓型鋼板復(fù)合板，檁條間距1.5m，屋面坡度i = 1/10，屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為0.5kn/m2，當(dāng)?shù)鼗撅L(fēng)壓為0.55kn/m2，屋架簡(jiǎn)支于鋼筋混凝土柱上，混凝土強(qiáng)度等級(jí)c30，柱截面400mm400mm。其他設(shè)計(jì)資料如下：a跨度編號(hào)a1a2a3a4l（m）18212430b永久荷載編號(hào)b1b2b3屋面永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kn/m2）0.30.50.7注：表中給出的永久荷載尚未包含屋架和支撐自重。c雪荷載

2、編號(hào)c1c2c3c4c5雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kn/m2）0.300.550.600.650.70d積灰荷載編號(hào)d1d2d3廠房類別水泥廠烘干房（屋面無(wú)擋風(fēng)板）水泥廠機(jī)修間（屋面有擋風(fēng)板）水泥廠機(jī)修間（屋面無(wú)擋風(fēng)板）二、題目分配 雪荷載跨度c1c2c3c4c5c1c2c3c4c5c1c2c3c4c5a1159131721252933374145495357a22610141822263034384246505458a33711151923273135394347515559a44812162024283236404448525660跨度 永久荷載b1b2b3注：土木07-1班執(zhí)行d1組合；土木07-2

3、班執(zhí)行d2組合；土木07專升本執(zhí)行d3組合。各班學(xué)生在題目分配表中找到自己學(xué)號(hào)所對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)資料并結(jié)合各自班級(jí)的d組合進(jìn)行設(shè)計(jì)。三、設(shè)計(jì)要求計(jì)算書：內(nèi)容應(yīng)詳盡，主要內(nèi)容應(yīng)包括：設(shè)計(jì)任務(wù)書，材料選擇，屋架形式、幾何尺寸，支撐布置，荷載匯集，桿件內(nèi)力計(jì)算及組合，桿件截面選擇，典型節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)（屋脊、跨中拼接節(jié)點(diǎn)，上下弦節(jié)點(diǎn)）等。圖紙：應(yīng)符合制圖規(guī)范及要求，表達(dá)應(yīng)完整；繪制要求：主要圖面應(yīng)繪制正面圖、上下弦平面圖，必要的側(cè)面圖、剖面圖，以及某些安裝節(jié)點(diǎn)或特殊零件的大樣圖；在圖的左上角繪制屋架簡(jiǎn)圖，并注明桿件幾何長(zhǎng)度（左半跨）及桿件內(nèi)力設(shè)計(jì)值（右半跨），圖面右側(cè)應(yīng)繪制材料表及編寫有關(guān)文字說(shuō)明，如鋼材型號(hào)、附

4、加說(shuō)明、焊條型號(hào)、焊接方法、質(zhì)量要求等。（注：采用a1圖紙594mm841mm）四、主要參考資料1. 戴國(guó)欣主編鋼結(jié)構(gòu)（第三版）武漢：武漢理工大學(xué)出版社，20072. 夏志斌，姚諫鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計(jì)北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，20043. 張耀春主編鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理北京：高等教育出版社，20044. 汪一駿等鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)（第三版）北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，20045. 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（gb500092001 ）6. 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（gb500172003）7. 建筑結(jié)構(gòu)制圖標(biāo)準(zhǔn)（gb/t501052001）目 錄1、設(shè)計(jì)資料12、屋架形式、幾何尺寸及支撐布置13、荷載和內(nèi)力計(jì)算13.1荷載計(jì)算1

5、3.2荷載組合23.3內(nèi)力計(jì)算34、桿件截面計(jì)算34.1上弦34.2下弦44.3斜腹桿b-a44.4斜腹桿b-b54.5斜腹桿c-b55、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)6 5.1下弦節(jié)點(diǎn)65.2上弦節(jié)點(diǎn)65.3屋脊節(jié)點(diǎn)95.4支座節(jié)點(diǎn) 106、參考資料 12鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)1. 設(shè)計(jì)資料某車間跨度，長(zhǎng)度,柱距，采用梯形鋼屋架，屋面材料為壓型鋼板復(fù)合板，檁條間距，屋面坡度，屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為，當(dāng)?shù)匮┖奢d，基本風(fēng)壓，屋架簡(jiǎn)支于鋼筋混凝土柱上，上柱截面，混凝土標(biāo)號(hào)為。2. 屋架形式,尺寸,材料選擇及支撐布置屋架的計(jì)算跨度,端部高度，中部高度，屋架形式如圖1所示。根據(jù)建造地區(qū)的計(jì)算溫度和荷載性質(zhì)，剛材采用。焊條采用型，手工焊

6、。根據(jù)車間長(zhǎng)度、屋架跨度和荷載情況，設(shè)置上、下玄橫向水平支撐，垂直支撐和系桿，見(jiàn)圖2和圖3。圖1屋架尺寸及內(nèi)力3荷載和內(nèi)力計(jì)算31 荷載計(jì)算屋架及支撐自重 屋面永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值 恒荷載總和 雪荷載 積灰荷載 活荷載總和 風(fēng)荷載：風(fēng)壓高度變化系數(shù)為1.0，迎風(fēng)面的體形系數(shù)為-0.6，背風(fēng)面的體形系數(shù)為-0.5，所以負(fù)風(fēng)的設(shè)計(jì)值（垂直屋面）為 迎風(fēng)面： 背封面： 和垂直于水平面的分力未超過(guò)荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.0時(shí)的永久荷載，故將拉桿的長(zhǎng)細(xì)比依然控制在350以內(nèi)。3.2 荷載組合節(jié)點(diǎn)荷載設(shè)計(jì)值按可變荷載效應(yīng)控制的組合其中，永久荷載荷載分項(xiàng)系數(shù)；屋面活荷載或雪荷載荷載分項(xiàng)系數(shù)；組合值系數(shù)，雪荷載；積灰荷載

7、，。按永久荷載效應(yīng)控制的組合其中，永久荷載荷載分項(xiàng)系數(shù)=1.35；活荷載分項(xiàng)系數(shù)。故節(jié)點(diǎn)荷載取為,支座反力為。 其內(nèi)力設(shè)計(jì)值見(jiàn)圖1。圖2上弦橫向水平支撐圖圖3下弦橫向水平支撐布置圖3.3.內(nèi)力計(jì)算屋架在上述荷載組合下作用的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖4。有圖解法得時(shí)屋架各桿的內(nèi)力系數(shù)（作用于全跨），然后求出各種桿件的內(nèi)力。計(jì)算結(jié)果如圖1所示。 圖4 屋架內(nèi)力圖4. 桿件截面選擇腹桿最大內(nèi)力（壓）由屋架節(jié)點(diǎn)板厚度參考表可知支座支節(jié)點(diǎn)板厚度取，節(jié)點(diǎn)板取4.1 上弦整個(gè)上弦不改變截面，按最大內(nèi)力計(jì)算。選用（短肢相并）, ， ，,雙角鋼t型截面繞對(duì)稱軸（y）軸應(yīng)按彎扭屈曲計(jì)算長(zhǎng)細(xì)比,故應(yīng)按式下計(jì)算故由，按類截面查附表

8、4.2得， 填板每個(gè)節(jié)間放一塊， 4.2 下弦整個(gè)下弦桿采用同一截面，按最大內(nèi)力計(jì)算。， 連接支撐的螺栓孔中心至節(jié)點(diǎn)邊緣的距離約為（de節(jié)間），可不考慮螺栓孔削弱。選用（短肢相并）, ,， 填板每個(gè)節(jié)間放一塊， 4.3斜腹桿b-a,選用（長(zhǎng)肢相并）， 滿足截面要求，故按照下式計(jì)算 故由按b類表附表4.2得填板放三塊，4.4 斜腹桿b-b.內(nèi)力不大，按受壓桿長(zhǎng)細(xì)比控制截面（跨中腹桿在半跨和在半跨荷載作用下，內(nèi)力變號(hào)），選用，查表得， 截面驗(yàn)算： 填板每個(gè)節(jié)間放一塊4.5 斜腹桿g-d.內(nèi)力不大，可按選擇截面。 選用，查表得，。填板放三塊，其余桿件截面選擇見(jiàn)表15 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)用e43焊條時(shí)，角焊縫的

9、抗拉抗壓和抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，各桿件最小焊縫長(zhǎng)度不應(yīng)小于。5.1 下弦節(jié)點(diǎn)b,如圖5先算腹桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫：b-b桿肢背與肢尖的焊腳尺寸分別取為，所需焊縫長(zhǎng)度為（考慮起滅弧缺陷）：肢背 肢尖 腹桿和的桿端焊縫同理計(jì)算，其中桿內(nèi)力較小，焊縫按構(gòu)造采用。其次驗(yàn)算下弦桿與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫，內(nèi)力差，由斜腹干焊縫決定的節(jié)點(diǎn)板尺寸量得實(shí)際節(jié)點(diǎn)板長(zhǎng)度是。角焊縫計(jì)算長(zhǎng)度，采用，肢背焊縫應(yīng)力為： 5.2 上弦節(jié)點(diǎn)b,如圖6圖5下弦節(jié)點(diǎn)b圖6上弦節(jié)點(diǎn)b腹桿b-b,b-a的桿端焊縫計(jì)算從略。驗(yàn)算上弦與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫，節(jié)點(diǎn)板縮進(jìn), 肢背采用塞焊縫，承受節(jié)點(diǎn)荷載肢尖焊縫承擔(dān)弦桿內(nèi)力差，偏心距.，偏心力矩，采用，則對(duì):對(duì)

10、m: 則焊縫強(qiáng)度為:節(jié)點(diǎn)板尺寸方法同前，在施工圖上確定。表1 屋架桿件截面選用表?xiàng)U件名稱桿件號(hào)內(nèi) 力設(shè)計(jì)值kn計(jì)算長(zhǎng)度(m)所用截面截面面積a()計(jì)算應(yīng)力容許長(zhǎng)細(xì) 比桿件端部的角鋼肢背和肢間焊縫填板數(shù)上弦桿gf-325.21.5083.0002l100727.6161.01501下弦桿cd319.53.00010.502l9056617.12186.63501腹桿ba-204.52.0142.5182l9056617.12194.51506-1206-703bb154.52.0812.6012l5648.781763505-1104-701dc74.12.2822.8522l4034.7215

11、7.03504-704-302db-117.22.2822.8522l63512.28178.1150 6-70 5-502fd-8.62.4893.1112l4034.7218.23504-404-402fc-41.62.4893.1112l5636.68155.71504-404-403hd21.32.7023.3772l4034.7245.133504-404-402aa-13.281.5921.9902l45610.1621.5150 5-40 5-402cb-26.561.8202.2752l45610.1649.7150 5-40 5-403ec-26.562.0602.5752l

12、45610.1658.5150 5-40 5-403gd-26.562.3002.8752l45610.1669.2150 5-40 5-4035.3 屋脊節(jié)點(diǎn)k, 如圖7圖7屋脊節(jié)點(diǎn)k腹桿桿端焊縫計(jì)算從略。弦桿與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫受力不大，按構(gòu)造要求決定焊縫尺寸，可不計(jì)算。只進(jìn)行拼接計(jì)算，拼接角鋼采用與上弦桿相同截面，除倒棱處，豎肢需切去，并按上弦坡度熱彎，拼接角鋼與上弦連接焊縫在接頭一側(cè)的總長(zhǎng)度（）共四條焊縫，認(rèn)為平均受力，每條焊縫實(shí)際長(zhǎng)度： 拼接角鋼總長(zhǎng)度為：取拼接角鋼總長(zhǎng)度為.5.4 支座節(jié)點(diǎn)，如圖8圖8 支座節(jié)點(diǎn)a底板計(jì)算支反力，混凝土強(qiáng)度c30，所需底板凈面積：錨栓直徑取,錨栓孔直徑為,則所需底板毛面積：，按構(gòu)造要求采用底板面積為: ，墊板采用，孔徑.實(shí)際底板凈面積為：底板實(shí)際應(yīng)力：，表4.8得，則： 所需底板厚度：用，底板尺寸為加勁肋與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫計(jì)算 一個(gè)加勁肋的連接焊縫所受的內(nèi)力取為，加勁肋高度、厚度與中間節(jié)點(diǎn)板相同（即），采用，驗(yàn)算焊縫應(yīng)力對(duì)v：對(duì)m： 節(jié)點(diǎn)板、加勁肋與底板連接焊縫采用，實(shí)際焊縫總長(zhǎng)度6 主要參考資料1. 戴國(guó)欣主編鋼結(jié)