鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)梯形鋼屋架計(jì)算書

1、、設(shè)計(jì)資料1、某工廠車間，采用梯形鋼屋架無檁屋蓋方案，廠房跨度取27m，長(zhǎng)度為102m，柱距6m。采用6m預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土大型屋面板，保溫層、找平層及防水層自重標(biāo)準(zhǔn)值為m2。屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為m2，雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值m2，積灰荷載標(biāo)準(zhǔn)值為m2，軸線處屋架端高為，屋面坡度為i=1/12，屋架鉸接支承在鋼筋混凝土柱上，上柱截面400mm400mm，混凝土標(biāo)號(hào)為C25。鋼材采用Q235B級(jí)，焊條采用E43型。2、屋架計(jì)算跨度：Lo=27m2=3、跨中及端部高度：端部高度：h=1900mm（端部軸線處），h=1915mm（端部計(jì)算處）。屋架中間高度h=3025mm。二、結(jié)構(gòu)形式與部署屋架形式及幾何尺寸如圖一

2、所示:2、荷載組合設(shè)計(jì)桁架時(shí)，應(yīng)試慮以下三種組合：全跨永久荷載+全跨可變荷載(按永久荷載為主控制的組合)：全跨節(jié)點(diǎn)荷載設(shè)計(jì)值：F=+6=圖三桁架計(jì)算簡(jiǎn)圖本設(shè)計(jì)采用程序計(jì)算結(jié)構(gòu)在單位節(jié)點(diǎn)力作用下各桿件的內(nèi)力系數(shù)，見表一。內(nèi)力系數(shù)（F=1）第二種組合第三種組合計(jì)算桿件桿件名稱左半跨右半跨第一種組F1F1F3F3全跨合F內(nèi)力（KN)+F2+F2+F4+F4AB000000000上弦BC，CDDE，EFFG，GHHJIJ，JKabbc下cd弦deefaBBbbDDccFFd斜dH腹He桿eggKgI0Aa0CbEc-1-10豎Gd-1-10桿Jg-1-10Ie0Kf000000000四、桿件截面設(shè)計(jì)1

3、、上弦桿：IJ、JK計(jì)算，依照表得：整個(gè)上弦桿采用相等截面，按最大設(shè)計(jì)內(nèi)力N=，屋架平面內(nèi)計(jì)算長(zhǎng)度為節(jié)間軸線長(zhǎng)度，即：lox=1355mm,本屋架為無檁體系，認(rèn)為大型屋面板只起剛性系桿作用，不起支撐作用，依照支撐部署和內(nèi)力變化情況，取屋架平面外計(jì)算長(zhǎng)度loy為支撐點(diǎn)間的距離，即：loy=3lox=4065mm。依照屋架平面外上弦桿的計(jì)算長(zhǎng)度，上弦截面宜采用兩個(gè)不等肢角鋼，且短肢相并，如圖四所示：圖四上弦桿腹桿最大內(nèi)力N=，查表可知，中間節(jié)點(diǎn)板厚度取12mm，支座節(jié)點(diǎn)板厚度取14mm。設(shè)=60，依照規(guī)范由雙邊角鋼構(gòu)成的T行和十字形截面均屬于b類，查Q235鋼軸心受力堅(jiān)固系數(shù)表，=，3則需要截面積

4、：AN1139.63106568.3mm2f0.807215需要輾轉(zhuǎn)半徑ixlox135.5cm2.26cm，iyloy406.560606.78cm，肢背間距，依照A、ix、iy查角鋼規(guī)格表，初采用218011012a=12mm該截面特色以下：A=cm2，ix=，iy=。b1/t180/1215按所選角鋼進(jìn)行驗(yàn)算：xlox135.543.71=150ix3.10b1/t180/12150.56loy/b10.564065/18012.65b12218040652122(1loyt4)3.7(1yz3.71252.74)t52.7b1180=150截面在x和y平面皆屬b類，由于系數(shù)表得y,則有

5、:yzx，只要求出y，查軸心受壓桿堅(jiān)固N(yùn)1139630206.45215Nmm2yA0.8196740所需截面合適。2、下弦桿:de內(nèi)力最大N=。計(jì)整個(gè)下弦桿采用同一截面，按最大設(shè)計(jì)值計(jì)算，依照表得桿算長(zhǎng)度又有:lox=2700mm,loy=26700/2=13350mm。需要截面面積AN11005005118.60mm251.19cm2，采用f2152，采用短肢相并，如圖五所示：圖五下弦桿該截面特色以下：A=6011mm2mm2，ix=，iy=。長(zhǎng)細(xì)比計(jì)算：xlox300106.38350ix2.82yloy1335170.72350iy7.82N1100500183.08MPa215MPa

6、A6011滿足要求。3、端斜桿aB：已知桿件軸力N，loxloy2390mm。由于loxloy，故采用不等肢角鋼，長(zhǎng)肢相并，使ixiy，采用角鋼21258010，如圖六所示：圖六端斜桿則其截面特色以下：A3942mm2，ix，iy對(duì)該截面驗(yàn)算以下：xlox239060.05，loy239070.50ix39.8y33.9又由于：b/t80/108iy0.482390/8014.342因此：取yzy11.09b2470.5011.0990479.33150l02yt223902102由于：yzx，只要求y，查軸心受壓桿堅(jiān)固系數(shù)表得yz=，于是有：N574.70103210.68N/mm2215N

7、/mm2yA0.69239422=。15%計(jì)算。設(shè)肢尖焊縫上弦肢尖與節(jié)點(diǎn)板的連結(jié)焊縫，應(yīng)按上弦內(nèi)力的hf10mm，節(jié)點(diǎn)板長(zhǎng)度為600mm，則節(jié)點(diǎn)一側(cè)弦桿焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度為lw(600/21020)270mm，則焊縫應(yīng)力為：N022MPaf20.710270M6020.710270280.40MPa160MPa（f2280.4)245.22279.92MPa160MPa）f(f1.22故滿足要求。節(jié)點(diǎn)板尺寸如圖十一所示：圖十一節(jié)點(diǎn)板K尺寸4、端部支座節(jié)點(diǎn)“a“：如圖十二所示：圖十二支座節(jié)點(diǎn)a為便于施焊，下弦角鋼水平肢的底面與支座底板的距離一般不小

8、于下弦伸出肢的寬度，故可取為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)板的高度相同，厚度同端部節(jié)點(diǎn)板為14mm。（1）支座底板計(jì)算：支座反力R=，混凝土強(qiáng)度C25，fc12.5N/mm2，所需底板凈面積為：An49120039296mm212.5錨栓直徑取d=25mm，錨栓孔直徑為50mm，則所需底板面積：AAnAo392.962453.1452452.594按結(jié)構(gòu)要求取底板面積為：ab3030900cm2452.59cm2，墊板采用505012，孔徑為26mm，52實(shí)質(zhì)底板凈面積為：An=961-2453.14=cm24底板實(shí)質(zhì)應(yīng)力：q4912008.69N/mm256538a

9、1(141.2/2)2(141.4/2)218.9cmb113.313.49.43cm18.9b19.430.5，查表得：=，則：a118.9Mqa12=1892N/mm2所需底板厚度t6M/f618004/20522.96mm,取t=24mm，則底板尺寸為：。2）加勁肋與節(jié)點(diǎn)板的連結(jié)焊縫計(jì)算：一個(gè)加勁肋的連結(jié)焊縫所承受的內(nèi)力取為：R491.2V122.8KN44Ve122.86.5798.2KN?cm加勁肋高度、厚度取與中間節(jié)點(diǎn)板相同，設(shè)焊縫尺寸為6mm，驗(yàn)算焊縫應(yīng)力如下1228002612280026520.7647320.7647321.2230.91220.89237.3N/mm2160