24m梯形鋼屋架課程設(shè)計(jì)計(jì)算書

1、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理與施工課程設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)廠房屋架指導(dǎo)教師： 班 級： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 設(shè)計(jì)時(shí)間： 2011年6月7號 浙江理工大學(xué)科技與藝術(shù)學(xué)院建筑系梯形鋼屋架課程設(shè)計(jì)計(jì)算書一.設(shè)計(jì)資料：1、 車間柱網(wǎng)布置：長度60m ；柱距6m ；跨度24m2、 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：屋架及支撐自重0.384KN/m²；檁條0.2KN/m²；屋面防水層 0.1KN/m²；保溫層0.4vKN/m²；大型屋面板自重（包括灌縫）0.85KN/m²；懸掛管道0.05 KN/m²。2） 活載：屋面雪荷載0.3

2、5KN/m²；施工活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為0.7 KN/m²；積灰荷載1.2 KN/m²。5、 材質(zhì)Q235B鋼，焊條E43系列，手工焊。二 .結(jié)構(gòu)形式與選型1.屋架形式及幾何尺寸如圖所示:根據(jù)廠房長度為60m、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24m故不設(shè)下弦支撐。2.梯形鋼屋架支撐布置如圖所示：3.荷載計(jì)算屋面活荷載0.7KN/m²進(jìn)行計(jì)算。荷載計(jì)算表荷載名稱標(biāo)準(zhǔn)值（KN/m²）設(shè)計(jì)值（KN/m²）屋架及支撐自重0.3840.384×1.20.4608檁條0.20.2×1.20.24屋面防水層0.1

3、0.1×1.20.12屋面板0.850.85×1.2=1.02懸掛管道0.050.05×1.2=0.06保溫層0.40.4×1.20.48永久荷載總和1.9842.381施工活荷載0.70.7×1.4=0.98積灰荷載1.21.2×1.41.68可變荷載總和1.92.66荷載組合方法：1、全跨永久荷載全跨可變荷載2、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4內(nèi)力計(jì)算計(jì)算簡圖如下屋架構(gòu)件內(nèi)力組合表?xiàng)U件名稱桿件編號單位荷載 F1靜載作用（KN/m²）活載（KN/m²）2.66桿件

4、內(nèi)力計(jì)算內(nèi)力在左在右全跨全部恒載2.381屋架支撐0.461大型屋面板1.02在左在右全部組合一組合二組合三在左在右全部上弦桿AB0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 BC-6.250 -2.470 -8.720 -186.861 -36.179 -57.375 -22.675 -80.050 -149.625 -59.132 -208.757 -511.847 -452.715 -243.179 -511.847 CD-6.250 -2.470 -8.

5、720 -186.861 -36.179 -57.375 -22.675 -80.050 -149.625 -59.132 -208.757 -511.847 -452.715 -243.179 -511.847 DE-9.040 -4.490 -13.530 -289.934 -56.136 -82.987 -41.218 -124.205 -216.418 -107.491 -323.908 -794.184 -686.693 -355.541 -794.184 EF-9.040 -4.490 -13.530 -289.934 -56.136 -82.987 -41.218 -124.20

6、5 -216.418 -107.491 -323.908 -794.184 -686.693 -355.541 -794.184 FG-9.170 -6.090 -15.260 -327.007 -63.314 -84.181 -55.906 -140.087 -219.530 -145.795 -365.324 -895.731 -749.937 -367.024 -895.731 GH-9.170 -6.090 -15.260 -327.007 -63.314 -84.181 -55.906 -140.087 -219.530 -145.795 -365.324 -895.731 -749

7、.937 -367.024 -895.731 HI-7.380 -7.380 -14.710 -315.221 -61.032 -67.748 -67.748 -135.038 -176.677 -176.677 -352.157 -863.448 -687.967 -305.457 -863.448 下弦桿ab3.480 1.250 4.730 101.359 19.625 31.946 11.475 43.421 83.311 29.925 113.236 277.642 247.717 134.882 277.642 bc8.000 3.530 11.530 247.076 47.838

8、 73.440 32.405 105.845 191.520 84.508 276.028 676.788 592.280 312.798 676.788 cd9.340 5.310 14.650 313.935 60.783 85.741 48.746 134.487 223.600 127.121 350.721 859.926 732.804 370.124 859.926 de8.440 6.730 15.170 325.078 62.940 77.479 61.781 139.261 202.054 161.116 363.170 890.449 729.332 342.473 89

9、0.449 斜腹桿aB-6.530 -2.340 -8.870 -190.075 -36.802 -59.945 -21.481 -81.427 -156.328 -56.020 -212.348 -520.651 -464.632 -253.075 -520.651 Bb4.760 2.120 6.880 147.432 28.545 43.697 19.462 63.158 113.954 50.753 164.707 403.842 353.089 186.196 403.842 bD-3.140 -2.030 -5.440 -116.574 -22.571 -28.825 -18.63

10、5 -49.939 -75.172 -48.598 -130.234 -319.317 -264.255 -126.567 -319.317 Dc1.900 1.800 3.700 79.287 15.351 17.442 16.524 33.966 45.486 43.092 88.578 217.183 174.091 78.279 217.183 Cf0.710 -1.750 -2.460 -52.715 -10.207 6.518 -16.065 -22.583 16.997 -41.895 -58.892 -144.397 -68.507 13.309 -144.397 Fd-0.4

11、50 1.560 1.110 23.786 4.605 -4.131 14.321 10.190 -10.773 37.346 26.573 65.155 27.808 -10.299 65.155 dH1.550 -1.530 0.020 0.429 0.083 14.229 -14.045 0.184 37.107 -36.628 0.479 1.174 37.802 51.419 51.419 He-2.470 1.390 -1.080 -23.143 -4.481 -22.675 12.760 -9.914 -59.132 33.277 -25.855 -63.394 -96.670

12、-86.287 -96.670 豎桿Aa-0.500 0.000 -0.500 -10.715 -2.075 -4.590 0.000 -4.590 -11.970 0.000 -11.970 -29.349 -29.349 -18.635 -29.349 Cb-1.000 0.000 -1.000 -21.429 -4.149 -9.180 0.000 -9.180 -23.940 0.000 -23.940 -58.698 -58.698 -37.269 -58.698 Ec-1.000 0.000 -1.000 -21.429 -4.149 -9.180 0.000 -9.180 -23

13、.940 0.000 -23.940 -58.698 -58.698 -37.269 -58.698 Gd1.000 0.000 -1.000 -21.429 -4.149 9.180 0.000 -9.180 23.940 0.000 -23.940 -58.698 -10.818 28.971 -58.698 Ie0.970 0.970 0.970 20.786 4.025 8.905 8.905 8.905 23.222 23.222 23.222 56.937 56.937 36.151 56.937 4內(nèi)力計(jì)算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=895.

14、731KN上弦桿計(jì)算長度：在屋架平面內(nèi)：， 上弦截面選用兩個(gè)不等肢角鋼，短肢相并。腹桿最大內(nèi)力N=520.651KN，中間節(jié)點(diǎn)板厚度選用6mm，支座節(jié)點(diǎn)板厚度選用8mm設(shè)60，0.807，截面積為需要回轉(zhuǎn)半徑： 查表選用2 160×100×10驗(yàn)算:滿足長細(xì)比要求，查表滿足要求其余計(jì)算結(jié)果見下表屋架桿件截面選擇表?xiàng)U件名稱桿件編號內(nèi)力（KN）計(jì)算長度cm截面規(guī)格截面面積（cm²）回轉(zhuǎn)半徑（cm）長細(xì)比容許長細(xì)比穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算應(yīng)力（N/mm²）上弦FG-859.731150.800301.6002160×100×1050.6302.8507

15、.56059.20039.900150.0000.8130.899208.864下弦de890.449300.000885.0002180×110×1477.9343.0808.57097.403103.267150.0000.5750.536-198.707斜腹aB520.651253.500253.5002140×90×1044.5222.5606.62099.02338.293150.0000.5610.906-208.453豎桿Cb-58.698183.200229.000263×40×59.9861.1203.11016.3

16、577.363150.0000.9810.996-59.9192.節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)下弦節(jié)點(diǎn)用E43型焊條角焊縫的抗拉和抗壓、抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值160MPa。a.下弦節(jié)點(diǎn)“b”，設(shè)“Bb”桿的肢背和肢尖焊縫為8mm。所需的焊縫長度為肢背：，取170mm。肢尖：，取60mm。設(shè)“dD”桿的肢背和肢尖焊縫為6mm。所需的焊縫長度為肢背：，取140mm。肢尖：，取50mm?！癎d”桿內(nèi)力很小，取6mm。綜合取節(jié)點(diǎn)板尺寸300mm×230mm下弦與節(jié)點(diǎn)板連接的焊縫長度為30.0cm，8mm。焊縫所受的力為左右兩下弦桿的內(nèi)力差N954.630KN，受力較大處的肢背出的焊縫應(yīng)力為:<160MPa焊縫強(qiáng)度

17、滿足要求上弦節(jié)點(diǎn)“B”“Bb”桿與節(jié)點(diǎn)板的焊縫尺寸同上。設(shè)“aB”桿的肢背和肢尖焊縫8mm, =6mm，所需焊縫長度為肢背： ，取220mm肢尖：，取100mm節(jié)點(diǎn)板上邊緣縮進(jìn)上弦肢背8mm。用槽焊縫把上弦角鋼和節(jié)點(diǎn)板連接起來。槽焊縫作為兩條焊縫計(jì)算，需在強(qiáng)度設(shè)計(jì)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(yīng)力計(jì)算如下：=6mm，8mm上弦與節(jié)點(diǎn)板焊縫長度為455mm，則上弦肢尖角焊縫的切應(yīng)力為上弦節(jié)點(diǎn)“C”設(shè)“Cb”桿的肢背和肢尖焊縫為6mm。所需的焊縫長度為肢背：，取50mm。肢尖：，取50mm。驗(yàn)算節(jié)點(diǎn)板強(qiáng)度上弦與節(jié)點(diǎn)板焊縫長度為173mm，則上弦肢尖角焊縫的長度

18、為173mm的切應(yīng)力為4.屋脊節(jié)點(diǎn)“I”設(shè)拼接角鋼與受壓弦桿之間的角焊縫8mm，則所需焊縫計(jì)算長度為（一條焊縫）拼接角鋼長度+弦桿桿端空隙20，拼接角鋼長度取550mm。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)算如下設(shè)“FG”桿的肢背和肢尖焊縫為8mm。所需的焊縫長度為肢背：，取370mm。肢尖：，取220mm。驗(yàn)算節(jié)點(diǎn)板強(qiáng)度上弦與節(jié)點(diǎn)板焊縫長度為150mm，則上弦肢尖與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫，應(yīng)按上弦內(nèi)力的15計(jì)算，187812167mm，焊縫應(yīng)力為支座節(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)板高度相等，厚度10mm。支座底板的計(jì)算。支座反力R58698×6（豎向支座反力單位系數(shù)）352188N。設(shè)支座地板的平面尺寸采用240×360mm，現(xiàn)僅考慮有加勁肋部分的底板承受支座反力，則承壓面積為280×23064400mm²。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底板厚度，取t2