鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)(4)

1、.鄢杰梯形鋼屋架設(shè)計(jì);1鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)一設(shè)計(jì)資料某工業(yè)廠房，長(zhǎng)度 120m，屋架間距 6m，屋面采用 1.56m 預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土大型屋面板。20mm 厚水混砂漿找平層，三氈四油防水層，屋面坡度 1/10。屋架兩端鉸支于鋼筋混凝土柱上，上柱截面 400400，混凝土 C30，屋架跨度、保溫層荷載標(biāo)準(zhǔn)值和屋面積灰荷載標(biāo)準(zhǔn)值按指定的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。1、屋架跨度 ：24m2、屋架采用的鋼材及焊條為：235Q鋼，焊條為43E型，手工焊。二.屋架幾何尺寸1 9 9 01 3 5 02 2 9 02 5 9 02 8 9 03 1 9 02 6 0 82 8 5 93 1 1 93 3 7 0

2、2 5 3 52 8 5 93 1 2 93 3 9 61 5 0 91 5 0 81 5 0AacegIBCDFG H I1 5 0 08 = 1 2 0 0 01 5 0 81 5 0 81 5 0 81 5 0 81 5 0 81 5 0 8起拱5 0三.荷載計(jì)算（1）永久荷載：三氈四油（上鋪綠豆砂）防水層0.4 kN/m2.鄢杰梯形鋼屋架設(shè)計(jì);2水泥砂漿找平層0.4kN/m2保溫層0.6kN/m2(按分組表確定)一氈二油隔氣層0.05 kN/m2水泥砂漿找平層0.3 kN/m2預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板1.4 kN/m2屋架及支撐自重： 按經(jīng)驗(yàn)公式Lq011. 012. 0計(jì)算：0.384

3、KN/m2懸掛管道：0.15 kN/m2永久荷載總和：3.684kN/m2（2）可變荷載：屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：0.7kN/m2雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值：0.35kN/m2積灰荷載標(biāo)準(zhǔn)值：0.9kN/m2(按分組表確定)可變荷載總和：1.95kN/m2（3）荷載組合：一般不考慮全跨荷載，只計(jì)算全跨滿載時(shí)桿件的內(nèi)力。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)Q1=1.2；屋面活荷載，荷載分項(xiàng)系數(shù)Q1=1.4；組合系數(shù)1=0.7；積灰荷載，Q2=1.4，2=0.9.按永久荷載效應(yīng)控制的組合：.鄢杰梯形鋼屋架設(shè)計(jì);3Fd= （1.35*3.684+1.4*0.5*0.7+1.4*0.9*

4、0.6） *1.5*6=56.0kN其中，永久荷載，荷載分項(xiàng)系數(shù)G=1.35；屋面活荷載，荷載分項(xiàng)系數(shù)Q1=1.4；組合系數(shù)1=0.7；積灰荷載，Q2=1.4，2=0.9.故節(jié)點(diǎn)荷載取為 56.0kN，支座反力為 Rd=8 Fd=448kN.（4）內(nèi)力計(jì)算用圖解法可解出全跨荷載作用下屋架的內(nèi)力。其內(nèi)力設(shè)計(jì)值見(jiàn)圖。內(nèi)力圖：壓力為負(fù)，拉力為正四.截面選擇腹桿最大內(nèi)力為 496.72kN，選用中間節(jié)點(diǎn)板厚度為 t=10mm，支座節(jié)點(diǎn)板厚度 12mm。（1）上弦整個(gè)上弦不改變截面，按最大內(nèi)力計(jì)算：Nmax=-854.56kN，計(jì)算長(zhǎng)度屋架平面內(nèi)取節(jié)間軸線長(zhǎng)度cmlx8 .1500，cmly0 .300

5、0屋架平面外根據(jù)支撐和選用 212100160，A = 60.2 c, ix=.鄢杰梯形鋼屋架設(shè)計(jì);42.85cm ,iy= 5.11cm。5385. 28 .1500 xxxil，5911. 50 .3000yyyil滿足長(zhǎng)細(xì)比：150的要求。類by,87. 0雙角鋼 T 型截面繞對(duì)稱軸（y）軸按彎扭曲計(jì)算長(zhǎng)細(xì)比yz, 5 .141230058. 058. 03 .1312160bltboy故按（4.15）計(jì)算yz59475. 0122024tlbyyzy632 . 130012475. 01224故由，63maxyz，按 b 類查表得791. 022232155 .179102 .6079

6、1. 01056.854mmNfmmNAN截面尺寸滿足要求。填板每個(gè)節(jié)間放一塊（滿足 l1范圍內(nèi)不少于兩塊），la=75.4cm40i=40*2.85=114cm。（2 2）下弦）下弦下弦也不改變截面，按最大內(nèi)力計(jì)算。cmlcmlkNNoyoxmas1500,300,5 .929，不考慮螺栓孔削弱。選用 21409010 （短肢相并） ， A=44.62cm,56. 2xicm,47. 4yicmxxoxil=56. 2300=117 350yyoyil=78. 71050=335 350.鄢杰梯形鋼屋架設(shè)計(jì);522232154 .208106 .44105 .929mmNfmmNAN截面尺寸

7、滿足要求。填板每個(gè)節(jié)間放一塊，l1=150cm80i=80*4.47=354.8cm。（3 3）斜腹桿）斜腹桿（1）桿件 B-a:N=-496.72kN，cmlloyox5 .253選用21258010（長(zhǎng)肢相連），A=39.42cm,26. 2xicm,98. 3yicmxxoxil=26. 25 .253=112，yyoyil=98. 35 .253=64 類by,87. 0,150雙角鋼 T 型截面繞對(duì)稱軸（y）軸按彎扭曲計(jì)算長(zhǎng)細(xì)比yz,21.1585 .25348. 048. 0818bltboy故按（4.17）計(jì)算yz6409. 1122024tlbyyzy6815 .253809.

8、 11224故由,68maxyz，按 b 類查表得763. 02223215165104 .39763. 01072.496mmNfmmNAN截面尺寸滿足要求。填板放兩塊，la=63.4cm40i=40*3.98=159.2cm。（2）桿件 E-e: N=-56.0kN，cmlox207cmloy259按 選擇截面。 38. 1150207xxli 72. 1150259yyli.鄢杰梯形鋼屋架設(shè)計(jì);6根據(jù)條件限制（與垂直支撐相連的豎桿截面則不宜小于 2L635）選擇截面為 2635其余桿件截面設(shè)計(jì)見(jiàn)下表屋架桿件截面選用表?xiàng)U件內(nèi)力設(shè)計(jì)值（ KN）計(jì) 算 長(zhǎng)度 （mm）截 面 形式 及 規(guī)格A回

9、 轉(zhuǎn) 半徑mm長(zhǎng)細(xì)比穩(wěn) 定 系數(shù)應(yīng)力設(shè)計(jì)值l0 xl0yixiyxyxy弦桿GHHI-826.56150830162L160*100*12602028.551.15305900.87179.5gi929.53000120002L140*90*10446025.644.7117335208.4腹桿aA-28.0199019902L75*574123.234.38575800.499-207.05Bc385.2820862608L45*469813.821.621.6121.389196.669cD-289.5222982873L63*5122819.428.9118.45499.410.447-

10、200.09De207.2022872859L45*469813.821.6166.522133.009106.850eF-58.2425033129L63*5122819.428.9129.175108.3740.392-104.579Fg1.1224953119L45*469813.821.6181.594145.0043.994gH-60.4827163395L45*469813.821.6197.029157.36141.332Ii54.3225523190L63*5122819.428.9112.32117.6120.453-85.6Gg-56.023122890L56*510821

11、7.226.2117.15176.910.453-20.657Cc-56.018322290L56*5108217.226.2106.97787.7860.511-36.625Ee-56.020722590L56*5108217.226.2120.93099.2370.432-43.323五.節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)（1）下弦節(jié)點(diǎn)“c”.鄢杰梯形鋼屋架設(shè)計(jì);7先算腹桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫：B-c 桿肢背及肢尖焊縫的焊腳尺寸取hf1=8mm，hf2=6mm，則所需焊縫長(zhǎng)度（考慮起滅弧缺陷） ：肢背lw1=1748216087 . 02108 .4243/23mm，用 180mm；肢尖lw2=mm120mm1176

12、216067 . 02108 .4243/13，用；腹桿 D-c 和 C-c 的桿端焊縫同理計(jì)算，其中 C-c 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 N=Nec-Nac=704.9-287.6=417.3kN由斜腹桿焊縫決定的節(jié)點(diǎn)板尺寸， 量得實(shí)際長(zhǎng)度是 45.5cm，角焊縫計(jì)算長(zhǎng)度lw=45.5-1.2=44.3cm，采用 hf=6mm，肢背焊縫應(yīng)力為：2wf23mm/N160fmm/N8 .7444367 . 02103 .4173/2（2）上弦節(jié)點(diǎn)“B”.鄢杰梯形鋼屋架設(shè)計(jì);8腹桿 B-c、B-a 的桿端焊縫計(jì)算從略。這里驗(yàn)算上弦與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫：節(jié)點(diǎn)板縮

13、進(jìn) 8mm，肢背采用塞焊縫，承受節(jié)點(diǎn)荷載 56.0kN，hf=52102tmm，lw1= lw2=45.5-1.2=44.3cm2wff23mm/N2 .19516022. 1fmm/N1 .1844357 . 02100 .56肢尖焊縫承擔(dān)弦桿內(nèi)力差N=-488.32-0=-488.32kN,偏心距e=14-2.5=11.5cm，偏心力矩 M=Ne=488.32*11.5=51.56kNm，采用hf2=10mm，則對(duì)N：23fmm/N3 .72443107 . 021032.448對(duì) M 由式（3.22）有：226w2efmm/N113443107 . 021056.516lh2M6則焊縫強(qiáng)

14、度為：22f22ff3 .7222. 1113118N/mm2.鄢杰梯形鋼屋架設(shè)計(jì);9（3）屋脊節(jié)點(diǎn)“I”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，一般可不計(jì)算。這里只進(jìn)行拼接計(jì)算，拼接角鋼采用與上弦桿相同截面2L160*100*12， 除倒棱外， 豎肢需切去=t+hf+5mm=10+10+5=25mm，取=30mm， 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（設(shè) hf=10mm）mm783160107 . 01056.826fh7 . 0Nl3wffw共四條焊縫，認(rèn)為平均受力，每條焊縫實(shí)際長(zhǎng)度：lw=mm216204783拼接角鋼總長(zhǎng)度為

15、：.鄢杰梯形鋼屋架設(shè)計(jì);10l=2lw+20=2*216+20=452mm取拼接角鋼長(zhǎng)度為 600mm。（4）支座節(jié)點(diǎn)“a”桿端焊縫計(jì)算從略。以下給出底板等的計(jì)算。底板計(jì)算支反力 Rd=448kN，混凝土強(qiáng)度 C20，fc=9.6N/mm2，所需底板凈面積：An=223cm7 .466mm466676 . 910448錨栓直徑去 d=25mm，錨栓孔直徑為 50mm，則所需底板毛面積：A=An+A0=466.67+4514. 35422526.3cm2按構(gòu)造要求采用底面積 ab=2828=784cm2526.3cm2，墊板采用-100，20100孔徑 26mm。實(shí)際底板凈面積為：An=784-

16、22cm4 .7244514. 3542底板實(shí)際應(yīng)力：q。，底板尺寸為用所需底板厚度：則：得，查表22280280mm22tmm02.19205123626f6M t mm/N1236218918. 6056. 0qaM,056. 08 . 45 . 09 .1843. 9abcm43. 99 .184 .133 .13bcm9 .1824 . 11422 . 114amm/N18. 6104 .7241044822111221223.鄢杰梯形鋼屋架設(shè)計(jì);11加勁肋與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫計(jì)算一個(gè)假勁肋的連接焊縫所承受的內(nèi)力取為V=cmkN8 .74465. 6112VeMkN11244484R，加勁肋高度、 厚度取與中間節(jié)點(diǎn)板相同 （-49