3、巖土基礎(chǔ)4鋼結(jié)構(gòu)習(xí)題7章例題

1、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)例題【例7.1】 簡(jiǎn)支人字形屋架設(shè)計(jì)。 1設(shè)計(jì)資料 人字形屋架跨度30m,屋架間距12m,鉸支于鋼筋溫凝土柱上.廠房長度96m。屋面材料為長尺壓型鋼板,屋面坡度1/10,軋制H型鋼模條(見例5.4)的水平間距為5m，基本風(fēng)壓為0.50kN/m2，屋面離地面高度約為20m,雪荷載為0.20kN/m2。鋼材采用Q235-B,焊條采用E43型。 2屋架尺寸，支撐布置 屋架計(jì)算跨度L0L-30029700mm，端部及中部高度均取作2000mm。屋架扦件幾何長度見圖7.42，支撐布置見圖7.43。 3荷載、內(nèi)力計(jì)算及內(nèi)力組合 (1)永久荷載(水平投影面)第七章 例題 (1)永久荷載（水平投影面

2、）壓型鋼板檁條(約為0.5kN/m)屋架及支撐自重合計(jì)0.551kN/m2 (2)因屋架受荷水平投影面積超過60m2，故屋面均布活荷載取為(水平投影面)0.30kN/m2。大于雪荷載，故不考慮雪荷載。 (3)風(fēng)荷載：風(fēng)荷載高度變化系數(shù)為1.25，屋面迎風(fēng)面的體形系數(shù)為-0.6，背風(fēng)面為-0.5，所以負(fù)風(fēng)壓的設(shè)計(jì)值(垂直于屋面)為迎風(fēng)面：背風(fēng)面： 和 垂直于水平面的分力未超過荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.0時(shí)的永久荷載，故將拉桿的長細(xì)比控制在350以內(nèi)。 (4)上弦節(jié)點(diǎn)集中荷載的設(shè)計(jì)值由式(1.29)的組合為： (5)內(nèi)力計(jì)算 跨度中央每側(cè)各兩根腹桿按壓桿控制其長細(xì)比，不考慮半跨荷載作用情況，只計(jì)算全跨滿載

3、時(shí)的桿件內(nèi)力。 4桿件截面選擇 腹桿最大內(nèi)力N-273.3kN，因本屋架最大內(nèi)力所在節(jié)點(diǎn)無豎腹桿又無加勁肋加強(qiáng)，應(yīng)將最大壓力乘以1.25（等于-342kN），查表7.4，選用中間節(jié)點(diǎn)板厚度t10mm。 (1)上弦 整個(gè)上弦不改變截面,按最大內(nèi)力計(jì)算。Nmax=-682kN，loxloy502.5cm。選用TMl953001016,A=68.35cm2 因桿件較少，以數(shù)解法(截面法、節(jié)點(diǎn)法)求出各桿件內(nèi)力，見圖7.42。其中：由 查的 （b類）（2）下弦 下弦也不改變截面，按最大內(nèi)力計(jì)算。 Nmax=-682kN，lox502.5cm，loy1500cm。選用TWl25250914,A=46.0

4、9cm2（3）斜腹桿 桿件a-2:N=+238.7kN, loxloy293.9cm。選用2907，填放板兩塊，選用2907，因?yàn)闂U件b-2:N=-273.3kN, lox0.8l0.8336.4=269.1cm。 l0y=l=336.4cm所以填放板兩塊，桿件b-3:N=+149.0kN, lox0.8l0.8305.2=244.2cm，l0y=l=305.2cm選用2505，填放板兩塊， 其余桿件截面見表7.6。需要注意的是連接垂直支撐的中央豎桿采用十字形截面，其斜平面計(jì)算長度l0=0.9l。5.節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) 由于上弦桿腹板厚度10mm，下弦桿腹板厚度9mm，故支座節(jié)點(diǎn)和中間節(jié)點(diǎn)板厚度均采用1

5、0mm.（1）下弦節(jié)點(diǎn)“2”（圖7.44） 先算腹板與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫，a-2桿肢背及肢尖的焊腳尺寸取 ，則所需焊縫長度：肢背肢尖腹桿b-2桿端焊縫同理計(jì)算，肢背用6-150，肢尖用5-100。 驗(yàn)算下弦桿與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫，內(nèi)力差N396kN，由斜腹桿焊縫決定的節(jié)點(diǎn)板尺寸，量得實(shí)際節(jié)點(diǎn)板長度是55.0cm（加引弧板施焊），厚度9mm。此對(duì)接焊縫承受剪力V396kN，彎矩M39610.54158kNcm： 剪應(yīng)力：彎曲應(yīng)力： (2)上弦節(jié)點(diǎn)“b”(圖7.45) 此上弦節(jié)點(diǎn)連接b-2和b-3兩根腹桿,經(jīng)計(jì)算，b-2桿端焊縫為：肢背6-150，肢尖5-100；而b-3桿端焊縫為：肢背6-90，肢尖5

6、-60(見表7.6)。由于上弦桿腹板較寬，經(jīng)用大樣圖核實(shí)，此節(jié)點(diǎn)可以將腹桿直接焊在腹板上，而不必另加節(jié)點(diǎn)板(圖7.45)。 上弦節(jié)點(diǎn)“c”的構(gòu)造與節(jié)點(diǎn)“b”類似。 (3)屋脊節(jié)點(diǎn)“d”(拼接節(jié)點(diǎn))(圖7.46) 腹桿桿端焊縫計(jì)算從略。弦桿的拼接采用水平蓋板和豎向拼接板連接，水平蓋板(寬340mm，厚16mm)和豎向拼接板(寬120mm，厚10mm)與T字鋼弦桿的翼緣和腹板等強(qiáng)度連接，計(jì)算如下：翼緣焊縫，（采用 ）水平蓋板長：腹板焊縫（采用 ） 豎向拼接板的內(nèi)側(cè)不能焊接，將其端部切斜以便施焊。豎向拼接板長L500mm，其端部和外側(cè)縱焊縫已超過需要的焊縫長度。 (4)支座節(jié)點(diǎn)“a”(圖7.47) 弦桿與支座節(jié)點(diǎn)板的對(duì)接焊統(tǒng)計(jì)算，此焊縫承受：正應(yīng)力 桿端焊縫計(jì)算從略?，F(xiàn)計(jì)算底板及加勁肋等。 底板計(jì)算：支反力 R194.61kN，fc9.6N/mm2，所需底板凈面積:剪應(yīng)力 錨拴直徑取d24mm，錨栓孔直徑為50mm,則所需底板面積： 按構(gòu)造要求采用底板面積ab2828784cm2252.3cm2,錨栓墊板采用-10010020,孔徑26mm。底板實(shí)際應(yīng)力：所需底板厚度：按構(gòu)造取t20mm。底扳尺寸為-28028020。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承受的內(nèi)力取為 加勁肋高度、