某單跨廠房的鋼屋蓋課程設計

1、南湖學院題目 某單跨廠房的鋼屋蓋學院 建筑工程學院專業(yè) 土木工程班級 學號 學生姓名 2010年7月某單跨廠房的鋼屋蓋1、設計資料（1）該車間無懸掛起重機、無天窗、無振動；（2） 鋼屋架支承在鋼筋混凝土柱頂，鋼材采用Q235混凝土等級為C25;（3）對于梯形屋架，屋面采用1.5mX6.0 m的大型屋面板（屋面板不作支撐用）；（4）車間跨度L=18m長度為240m縱向柱距為6m溫度伸縮縫采用雙柱。2、屋架形式和幾何尺寸因為屋面材料為大型屋面板，故采用無檁體系平坡梯形屋架。屋面坡度 i=0.1，:二 arctanO.1 =5 4238,。檁距為 1.508m,水平投 影間距 1.508 cos5

2、4238J1.5m。屋架計算跨度 I。二丨 一300 = 17700mm， 端部高度取H 二2400 mm，屋架幾何尺寸如圖：1350占a+z10x)5001500013SDt&OODoo3、支撐布置由于房屋長度為240m故在房屋兩端部開間及每隔60m處個設 置一道上弦橫向水平支撐，在中間伸縮縫處設置兩道上弦橫向水平支 撐，屋架兩端及跨中三處設置垂直支撐，由于L=i8m且沒有懸掛起重機，故可不設下弦橫向水平支撐。在屋架的屋脊點和制作位置設置 剛性條桿。 n)t(jUOOBOOO 三 6WOnxbooo ” soon15t)0_四二比二I四I四二匚口二EZ匚或4、屋架節(jié)點荷載屋面坡度較小，故對所

3、有荷載均按水平投影計算（風荷載為 風吸力，且本例為重屋蓋，故不考慮）5、荷載類型，見下表:GRC大型屋面板1.5*6m :0.5 KN/m改性瀝青防水卷材:0.1 KN/m屋架與支撐： 0.12 0.110.12 0.11 18=0.318KN /m2永久荷載總和：0.5+0.1+0.318=0.918 KN/m 2屋面活載：0.5 KN/m2雪荷載：0.5 KN/m25、上弦集中荷載及節(jié)點荷載表荷載形式及集中荷載節(jié)點何載計算何載分類實際值p設計值p = 2p恒載9.91419.828p=1.2匯 0.918匯1.5漢 6 =9.914雪載6.312.6p=1.4x0.5匯 1.5汽 6 =

4、6.3活載6.312.6p=1.4x0.5匯 1.5汽 6 = 6.3丿恒載+雪載17.47432.428p = 9.914 + 6.3=16.214恒載+活載16.21432.428p = 9.914 + 6.3=16.2146、屋架桿件內(nèi)力計算桿 件 名 稱桿 件 編 號全跨半跨內(nèi)力組合/KN內(nèi)力系數(shù)恒載內(nèi)力(KN)活載(雪 載)內(nèi)力(kN)內(nèi)力系數(shù)恒載內(nèi)力(KN)活載內(nèi)力(KN)全跨恒載+ 全跨活載(KN)全跨恒載+ 半跨活載(KN)半跨恒載+ 半跨活載(KN)1234562+32+65+6上 弦 桿10000000002-7.877-156.19-99.25-5.530-109.72-

5、69.68-255.44-225.87-179.403-7.877-156.19-99.25-5.530-109.72-69.68-255.44-225.87-179.404-11.058-219.26-139.33-6.930-137.49-87.32-358.59-306.58-224.815-11.058-219.26-139.33-6.930-137.49-87.32-358.59-306.58-224.816-10.932-216.76-137.74-5.470-108.45-68.92-354.50-285.68-177.37下 弦 桿74.45988.4156.183.25064

6、.5240.95144.59129.36105.4789.927196.8325.816.640131.6883.66222.64280.49215.34911.270223.60142.006.450128.0181.27365.60304.87209.28腹 桿10-0.550-10.91-6.93-0.550-10.91-6.93-17.84-17.84-17.8411-7.042-139.63-88.73-5.140-101.90-64.76-228.36-204.39-166.66125.02299.2863.283.35066.3642.21162.56141.49108.5713

7、-1.000-19.83-12.60-1.000-19.84-12.60-32.43-32.43-32.4414-3.427-67.95-43.18-1.860-36.92-23.44-111.13-91.39-60.36151.76635.0222.250.4208.395.2957.2740.3113.6816-1.000-19.83-12.60-1.000-19.84-12.60-32.43-32.43-32.4417-0.480-9.52-6.050.80015.8510.08-15.570.5625.9318-0.706-14.04-8.90-1.830-36.21-23.06-22

8、.94-37.10-59.27191.17623.3214.820.59011.677.4338.1430.7519.107、截面選擇腹桿最大軸力N=-228.36kN,選用支座節(jié)點板厚t=10mm中間節(jié)點板厚可為t=8mm所用鋼材厚度均小于16mm設計強度f=215N/mm2。1) 上弦桿整個上弦采用等截面，按最大內(nèi)力 Nmax = -358.59KN計算。lox =150.8cm ,ly =301.6cm （節(jié)間無荷載，取（lylx）選用兩個不等邊角鋼，短肢相拼，屬b類截面,設長細比入=65,查附 表4-2，得穩(wěn)定系數(shù)：，=0.78需要截面面積 ：3 2 2A N/ f =358.59 1

9、0 /(0.780 215 10 ) =21cmix Jox/，=150.8/65 = 2.32cmiy =loy/，- 301.6/65 =4.61cm根據(jù)需要的A, ix , iy查附表7-5得：選用2L100X 80x 7短肢相關(guān) T形截面，A =12.3 2 = 24.6cm2,ix = 2.39cm,iy = 4.64cm按所選角鋼進行驗算：入 x= lox /ix = 150.8/2.32 = 65 = 150 , 滿足要求入 y = loy / iy = 301.6 /4.61 = 65.4 = 150 ,滿足要求雙角鋼T形截面繞對稱軸(y軸)應按彎扭屈曲計算長細比 上,d/t

10、=100/7 =14.3 ： 0.56loy/b =0.56 301.6/10 = 16.9 , max 二 =65N/ A =288.36 103/0.78 24.6 102 =150.28 ： f =215N /mm2 ,滿足要求2）下弦桿整個下弦采用兩個不等邊角鋼，按最大內(nèi)力Nmax 65.60KN計算。lox=300cm, loy=885cm, A N / f =365.60 1 03 / 21 5 1 02 =17cm2，查附表7-5，選用2L100X 63x 6短肢相并,An =2 9.62 = 19.24cm2,ix = 1.79cm,iy = 4.92365.60 10319.

11、24 102-190N / mm2 ： f2= 215N/mm ,滿足要求x =lox/ix =300/1.79 =167.6 ： = 350，滿足要求y =ly/iy =885/4.92 =179.9 : J =350，滿足要求3）腹桿a、桿件10N=-17.84KN, lox=150cm, loy=150cm。選 2L45X 5,An = 8.58cm2, ix = 1.37cm, iy=2.10cmloxix罟09.5十50，屬b類截面由于所以l0ylymax1502.1045= 71.4 ：丨-150 ,屬 b 類截面壬 13 2540354.5=1841 .475bloyt2= 71

12、.4 漢 1-109.5，查附表 4-217.84 10320.496 8.58 104、0.475451500= 52 /= 41.92N= 73.9 ： I I - 150得=0.4962rmm : fb、桿件11N=-228.36KN,lox=213.6cm , loy=213.6cm。選用 2L90X 6,代=21.82cm2,ix=2.79cm, iy=3.98cmnl 0xXix213.62.79= 76.6 ： l150,屬b類截面l0y. =yly_ 213.6一 3.98= 53.7 ： I 丨-150 ,屬b類截面b 90= 90=15 0.54l=12.8 t 6b9b打

13、z =3.9xb 1 +yt2 2loyt418.6b /= 3.915 匯 1 +2 2 、213.62漢62418.6 90= 58.6 ：丨150由max228.36 103扎x = 76.6，按b類截面，查附表4-2得 =0.7098A 0.7098 21.28 102 51.2Nmm2f215Nmmc、桿件12N=162.56KN lox=0.8 x222.6=178.08cm, loy=222.6cm。選用 2L45 5, An =8.58cm2, ix = 1.37cm, iy=2.10cml 0xix178.08 =13- 1-350 ,1.37屬b類截面l0yiy器 106

14、J35。,屬b類截面3N 162.56 10f = 215 N mm-2 =189.5 n/mm An 8.58 10d、桿件 13、16此二根桿件受力相同而且較小，以最不利桿件16 （長度最大）確定斷面。由于受力較小，可按長細比選擇截面。N=-32.43N， lox=0.8 x 210.0=168.0cm, loy=210cm。選用 2L45X 5,代=8.58cm2 , ix = 1.37cm, iy=2.10cm=b 168105.1 ：= 150，屬 b 類截面ix 1.37y210100 ： L 】=150 ,屬 b 類截面y iy2.10:0.85b4 ,0.85 x4.541=

15、100x1+ 2 2材丿I 210 95 = 103.2 ：丨丨 - 150yz y2 仝 00.54空 210 =25.2 t 5b 4.5= 0.535由，max =，x = 1022查附表4-2，得:32.43 103忑二磯=0.523漢8.58漢102 =72.26Nmm:f = 215 N mm2e、桿件14N=-111.13KN, lox=0.8 x 246.5=197.2cm, loy=246.5cm選用 2L63X6, An =2 7.29 “4.58 , ix=1.93cm, iy=2.83cmyI罟=102.2丄150，屬b類截面0xixlyiy246.52.83 W丄仙，

16、屬b類截面6310.5 :t 66.340.475b匹進=22.7,-yz = *-y 1 *2 2lcyt丿=100汶 14 、丄 0.475匯 632 22465漢6丿= 90.1 ：； 1-150由max = x =1022 查附表 4-2 ,的=0.5408G=111.3 103An0.5408 14.58 102 _141.16N mm:f =215N. mm2f、桿件15N=57.27KN lox=0.8 x 245.5=197.2cm, loy=245.5cm選用 2L45 5, A. =2 4.29 =8.58cm2, ix=1.37cm , iy=2.10cm“H37，屬b類

17、截面眾”.丄35。，屬b類截面3N _ 57.27 1。3A 一 8.58 102=67 ： =350g、桿件17N=-15.57KN, lox=0.8 x 270.9=216.72cm, loy=270.9cm選用 2L50 5, A. =9.6cm2, ix = 1.53cm , iy=2.30cm0x寧二醬=141.6 1 = 150 屬b類截面y+需150,屬b類截面b0 254=0029.3tbyz=117.8 漢 1 +4 0.475 汽 5027092 52= 119.7 ： I 1-150由丸 =鼻=142查附表4-2，得 =0.3386maxx15.57 103& 申代 一

18、0.3386 x9.6 疋102 48Nmm f = 215N. mm2h、桿件18N=-22.94KN, lox=0.8 x 269.9=215.92cm, loy=269.9cm選用 2L50 5, A. =2 4.8=9.6cm2, ix = 1.53cm , iy =2.30cm=臨=215.92 = 141 ： I I -150，屬 b 類截面ix1.53l0yiy50筈=117 J IE，屬b類截面込0.54如空乞29b二忌=117.3江 1 +4 、0.475X502226992 漢52 /= 119.2 ： ； J -150max =141 查附表 4-2，得 =0.341ci

19、22.94 103耳一 0.341 9.6 102 = 70 N mmf = 215 N mm2桿件19N=38.14KN lox=0.9 X 240=216cm選用2L45 5,截面采用十字形截面，An = 8.58cm2, ix = 1.72cmxoCT =loxix=125.6 ： I I -3501.7238.14 1038.58 102 =45N mm2 f 215N mm2屋架桿件截面選擇表桿件內(nèi)力設 計值截面規(guī)格截面面 積計算長度回轉(zhuǎn)半徑長細比申 mir min強度N/mm2穩(wěn)定性N/mm2強度設計值 N/mm：端部焊縫名稱編號lox(cm)loy(cm)入x入y入yz入肢背肢尖

20、上弦桿Ag-3(i8.5)9100 X 80X 7(cm2)24.6150.8301.62.324.616565.4651500.78215下弦桿ag365.6100 X 63X 619.243008851.794.92167.6179.9350190215斜 腹 桿aB228.3690 X 621.28213.6213.62.793.9876.653.758.61500.7098151.22155-1605-80Bb462.5645 X 58.58178.06222.61.372.1130106350189.52155-1105-70bD-111.1363 X 614.58197.2246.

21、51.932.83102.287.190.11500.6564141.162155-805-70Dc57.2745 X 58.58197.2245.51.372.1143.4116.9350672155-705-70cF-15.5750 X 59.6216.72270.91.532.3141.6117.8119.71500.3386482155-705-70Fd-22.9450 X 59.6215.92269.91.532.3141.1117.3119.21500.341702155-705-70豎 腹 桿aA-17.8445 X 58.581501501.372.1109.571.473.9

22、1500.49641.922155-705-70bc-32.4345 X 58.581682101.372.1105.1100103.21500.53572.262155-705-70cE-32.4345 X 58.581682101.372.1105.1100101.81500.53572.262155-705-70dG38.1445 X 58.58lo=216ixo=1.72入 xo=125.6350452155-705-708節(jié)點設計1）腹桿與節(jié)點板的鏈接焊縫設焊縫尺寸hf=5mm查附表1-2得ffW=160N/mm2，則由肢背0.7N2 0.7hfffW肢尖lw =0.3N2 0.7h

23、fffw可求得焊縫長度,見上表。2）節(jié)點設計根據(jù)端斜桿和下斜桿端焊縫，節(jié)點板采用一 320 10 300,為便于施焊，去底板上表面至下弦軸線的距離為 150mm且在 支座中線處設加勁肋一100 10 300,高度與節(jié)點板相同，為300mm 底板計算支座反力 R=8F=8 34.948=279.584KN，根據(jù)構(gòu)造需要，取底板尺寸為240 360=86400mm2，錨栓采用2M24并采用圖示U形缺口，柱采用C25混凝土，fc.6N/mm2，作用于底板的壓應力為垂直于屋架方向的底板長度（偏安全的僅取加勁肋部分）RAn279.584 10386400 - 2 2二 2442 2= 3.27N/mm

24、:：: fc =11.9N /mm、2ai10 209.4cm2叭(180 -10/2) 1200/j96.1mm209.4ar=0458，查表4-70.050，則:Mp a； =0.05 3.27 209.42 = 7169.2N mm所需底板厚度：16mm空忖 40mmt-7169.2215= 14.1V2 0.7hflw6M22 0.7hflw6 3.4948 1062 0.7 6360-12 2= 30.1N/mm2=鳥；28.92 =38N / mm2 ： ffw= 160M /mm2 、加勁肋計算加勁肋和節(jié)點板間的兩條豎直焊縫進行驗算:設hf =6mm，去焊縫最大計算長度lw =6

25、0hf =60 6 = 360mm lw =300-2 6 = 288mm故取 lw= 288mmv =R=27r=69.896KN，m =v 小9.896 0-034984kn cm，=28.9N/mm269.896 1032 0.7 6 (360-12) 節(jié)點板、加勁肋與底板的連接焊縫計算假定焊縫傳遞全部支座反力 R=279.58KNhfmin =1.5.爲=1.5 16 =6mm，取 hf =6mim焊縫的總計算長度為：lw =2a 2(b-1) _12hf =2 2402 (360 -10)-12 0.6 =1108mm焊縫設計應力:Rf 0.7hf、lw3279.584 102 r w249.2N /mm : ff _160N/mm1.22 0.7 6 1108滿足要求b、上弦“ B”節(jié)點節(jié)點板于上弦的連接焊縫：節(jié)點板與上弦角鋼肢背采用槽鋼焊縫連 接，假定槽焊縫只承受屋面集中荷載 P=34.948KN節(jié)點板于上弦角焊縫肢尖采用雙面角焊縫連接，承擔上弦內(nèi)力差厶2節(jié)點“B”槽焊縫 hf =0.5t =0.5 8=4mm， lw =180 130-2 4 = 302mmRf 0.7hlw334.948 102 0.7 6 302=20.66N/mm2 =：f f； =1.22 160 =195.2N / mm2上弦采用不等邊角鋼短肢相并，肢尖角焊縫尺寸 hf=t-2