鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)-24m跨廠房普通鋼屋架設(shè)計(jì)及鋼平臺(tái)課程設(shè)計(jì)

[鍵入公司名稱(chēng)]鋼平臺(tái)課程設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)土木工程學(xué)院計(jì)算書(shū)設(shè)計(jì)概況南京市某機(jī)械加工廠房車(chē)間內(nèi)的鋼操作平臺(tái)設(shè)計(jì)標(biāo)高4.000m結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為：二級(jí)設(shè)計(jì)使用年限為：50年整體平面布置柱網(wǎng)尺寸3L1*3L2L1=6mL2=4.5m總尺寸18m*13.5m主梁延縱向布置，跨度為6m，每跨內(nèi)布置兩根次梁，次梁間距2m板的短邊方向跨度為2m，單塊板尺寸為2.0m*4.5m平面布置如下圖：連接方案：主梁與柱采用10.9級(jí)高強(qiáng)螺栓鉸接，定位螺栓采用C級(jí)4.6級(jí)次梁與主梁的上翼緣平齊，采用10.9高強(qiáng)螺栓連接平臺(tái)板與梁采用間斷角焊縫柱腳節(jié)點(diǎn)采用鉸接鋼材均為Q235B柱間支撐設(shè)計(jì)在軸線1與B處分別布置縱、橫向支撐，采用雙角鋼，如圖。無(wú)水平荷載，按構(gòu)造要求選擇角鋼型號(hào)，最大計(jì)算長(zhǎng)度7.21m，允許長(zhǎng)細(xì)比200，要求i>7211/200=36.1mm，取2?63x6鋪板設(shè)計(jì)1）布置設(shè)計(jì)：在鋪板短跨方向布置5道加勁肋，間距為l1=750mm平板厚度不小于l1/150~l1/120=5~6.25mm，取為6mm120mmt=8mm180mm6mm?25*16*4120mmt=8mm180mm6mm?25*16*42）計(jì)算簡(jiǎn)化加勁肋T型截面面積：A=2040mm2截面形心高：y=32.65mm截面慣性矩：I=3.17*106mm4長(zhǎng)跨方向：鋪板長(zhǎng)跨4.5m方向不帶肋，單塊4.5m*2m的平鋪板兩邊支承在間距750mm的板肋上，另兩邊支承在次梁上。由于4500/750=6>3，故可按照6跨連續(xù)單向板來(lái)計(jì)算。計(jì)算鋪板荷載。短跨方向：鋪板短跨方向帶肋，是跨度為l0的T型截面簡(jiǎn)支梁。計(jì)算加勁肋荷載。3）鋪板荷載6mm厚的鋼板自重即為平板永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值gk=0.46kN/m2可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk=3kN/m2荷載基本組合值p=1.2*0.46+1.4*3=4.752kN/m2荷載標(biāo)準(zhǔn)值pk=3.46kN/m24）加勁肋荷載負(fù)荷寬度750mm，簡(jiǎn)化為線荷載計(jì)算永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值：板傳來(lái)的0.46kN/m2*0.75m=0.345kN/m加勁肋自重7.85*9.8*0.00096kN/m=0.074kN/m肋板角鋼（2?25*16*4）2*1.162*9.8*10-3kN/m=0.0228kN/m總計(jì)gk=0.442kN/m可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk=3*0.75=2.25基本組合值p=1.2*0.442+1.4*2.25=3.68kN/m荷載標(biāo)準(zhǔn)值pk=2.692kN/m鋪板的等效永久荷載（平板、加勁肋、角鋼）標(biāo)準(zhǔn)值為g=0.57kN/m25）內(nèi)力計(jì)算短跨方向：加勁肋跨中截面彎矩基本組合值：M=Pl02/8=3.68*4/8=1.84kN*m長(zhǎng)跨方向：6跨連續(xù)梁按5跨查《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》附表B.1.4得最大彎矩系數(shù)0.0779。取計(jì)算寬度為1m，最大彎矩基本組合值（在邊跨跨中）為：M=0.0779*4.752*1*0.752=0.208kN*m6）正截面強(qiáng)度與撓度驗(yàn)算加勁肋：強(qiáng)度：?=My/I=1.84*106*(126-32.65)/(3.17*106)=54.18N/mm2<f=215N/mm2滿(mǎn)足要求撓度：Δ=0.01302pkl04/(EI)=0.86mm<l0/250滿(mǎn)足要求平鋪板：強(qiáng)度：?=M/W=0.208*106/(1000*62/6)N/mm2=34.67N/mm2<f=215N/mm2滿(mǎn)足要求撓度：查《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》附表B.1.4得最大撓度系數(shù)0.006442Δ=0.006442pkl04/(EI)=1.902mm<l0/150滿(mǎn)足要求次梁設(shè)計(jì)次梁與主梁鉸接，可以按簡(jiǎn)支梁計(jì)算.負(fù)荷寬度為2m，按線均布荷載算，長(zhǎng)度為4.5m1）荷載計(jì)算鋪板傳來(lái)永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值gk=0.57*2kN/m=1.14kN/m可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk=3*2kN/m=6kN/m基本組合值p=1.2*1.14+1.4*6=9.768kN/m標(biāo)準(zhǔn)組合值pk=7.14kN/m2）截面初選次梁截面選取軋制工字梁，假定鋼鋪板無(wú)剛性樓板作用，跨中無(wú)側(cè)向支撐，上翼緣受均布荷載，自由長(zhǎng)度為4.5m。假定鋼號(hào)22~40，查《工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》p523表2-2，φb=0.83>0.6,修正為：φb’=1.07-0.282/φb=0.73截面最大彎矩估算值：Mmax=Pl02/8=9.768*4.5^2/8=24.73kN*m需要的截面抵抗矩：W=1.02Mmax/(φb’*f)=160.72*10^3mm3查《工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》附表1-3選取I18熱軋普通工字鋼h=180mm,b=94mm,tw=6.5mm,t=10.7mm,WX=185.4cm3,IX=1699cm4,SX=106.5cm3自重為236.5N/m3）內(nèi)力計(jì)算考慮自重后：次梁均布荷載基本組合值改為P=9.768+1.2*0.2365kN/m=10.052kN/m次梁均布荷載標(biāo)準(zhǔn)組合值改為Pk=7.376kN/m最大彎矩基本組合值Mmax=10.052*(4.5)^2/8=25.444kN*m最大彎矩標(biāo)準(zhǔn)組合值Mmax，k=7.376*(4.5)^2/8=18.671kN*m最大剪力基本組合值Vmax=10.052*4.5/2=22.617kN4）截面驗(yàn)算由于是軋制型鋼梁，局部穩(wěn)定有保證，此處只需驗(yàn)算整體穩(wěn)定與撓度整體穩(wěn)定：彎曲正應(yīng)力?=Mmax/（γxWX）=150.77N/mm2<f=215N/mm2最大剪應(yīng)力τ=VmaxSx/Ixtw=21.81N/mm2<f=125N/mm2撓度驗(yàn)算：Δ=0.1042Mmax，kl02/(EIx)=11.26mm<l0/250=18mm滿(mǎn)足整體穩(wěn)定（次梁支座處設(shè)置支承加勁肋）主梁設(shè)計(jì)1）荷載計(jì)算主梁受次梁傳來(lái)的集中荷載，負(fù)荷寬度為4.5m次梁傳來(lái)的集中荷載標(biāo)準(zhǔn)組合值FK=7.14kN/m*4.5m=32.13kN次梁傳來(lái)的集中荷載基本組合值F=9.768kN/m*4.5m=43.956kN2）截面初選主梁選用焊接工字鋼選取截面高度：WX=MMAX/（γxf）=389*103mm3經(jīng)濟(jì)高度hs=7WX1/3-30=481mm查《工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》P144表5-4得hmin=1/15*l0=400mm故取腹板高度hw=500mm選取腹板厚度：采用估算公式tw=hw0.5/11=500.5/11cm=0.643cm=6.43mm此處取tw=8mm確定翼緣板尺寸：估算Af=WX/hw-1/6twhw=111mm2，其值過(guò)小，不起決定作用翼緣寬度b=100mm~166mm，取b=160mm考慮翼緣板的局部穩(wěn)定：t>b/(26*(235/fy)1/2)=160/(26*(235/235)1/2)=6.2mm,取值為t=8mm（經(jīng)驗(yàn)值）這樣Af=1280mm23）截面幾何特征主梁截面面積：A=6560mm2主梁截面慣性矩：IX=248.5*10^6mm4IY=5.48*10^6mm4截面抵抗矩：WX=IX/(h/2)=0.963*10^6mm3中和軸以上的面積矩：S=575.12*10^3mm3翼緣對(duì)截面中和軸的面積矩：S1=325.12*10^3mm34）內(nèi)力計(jì)算加勁肋構(gòu)造系數(shù)1.2，永久荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.2自重標(biāo)準(zhǔn)值：gk=1.2*A*7850*9.8*10-3kN/m=0.6056kN/m自重設(shè)計(jì)值：g=1.2gk=0.7267kN/m截面最大彎矩基本組合值Mmax=Fl0/3+g*l02/8=91.2KN*m（跨中截面）截面最大剪力基本組合值Vmax=46.136kN（支座截面）5）截面驗(yàn)算1、強(qiáng)度驗(yàn)算抗彎：?=Mmax/γxWx=90.2N/mm2<f=215N/mm2滿(mǎn)足要求抗剪：τ=VmaxS/IXtw=13.34N/mm2<f=125N/mm2滿(mǎn)足要求翼緣與腹板的連接強(qiáng)度：采用連續(xù)直角焊縫，所需焊腳尺寸為hf>VmaxS1/(1.4IXffw)=0.27mm按構(gòu)造要求取hf=6mm2、整體穩(wěn)定次梁作為主梁側(cè)向支撐，主梁受壓翼緣自由長(zhǎng)度l1=2m,受壓翼緣寬度bf=160mml1/bf=12.5<16因此可不計(jì)算主梁整體穩(wěn)定性3、翼緣局部穩(wěn)定受壓翼緣自由外伸長(zhǎng)度b’=76mm，厚度t=10mmb’/t=7.6<13(235/fy)=13,故滿(mǎn)足要求4、腹板局部穩(wěn)定與腹板加勁肋設(shè)計(jì)因h0/tw=500/8=62.5<80,且無(wú)局部壓應(yīng)力，按構(gòu)造配置橫向加勁肋。根據(jù)連接需要，在次梁位置腹板兩側(cè)對(duì)稱(chēng)布置橫向加勁肋，間距a=2m：外伸寬度bs>500/30+40=56mm，取76mm厚度ts>60/15mm=4mm取為8mm?crl：λb=(2h0/tw)/153=0.817<0,85故?crl=f=215N/mm2τcrl：a/h0=4>1,得λs=0.6546<0.8故τcrl=fv=125N/mm2局部穩(wěn)定分區(qū)段驗(yàn)算：區(qū)段I的平均彎矩M1=45.41KN*m平均剪力V1=45.41KN則?=45.68N/mm2τ=11.35N/mm2?c=0（?/?crl）2+（τ/τcrl）2=0.053<1滿(mǎn)足要求區(qū)段II的平均彎矩M1=91KN*m平均剪力V1=0.364KN則?=91.54N/mm2τ=0.09N/mm2?c=0（?/?crl）2+（τ/τcrl）2=0.181<1滿(mǎn)足要求5、撓度驗(yàn)算簡(jiǎn)支梁在對(duì)稱(chēng)集中荷載和均布荷載作用下的撓度系數(shù)分別為1/28和5/384Δ=1/28(FKl03/EI)+5/384(gkl04/EI)=5.042mm<l0/400=15mm滿(mǎn)足要求鋼柱設(shè)計(jì)1）荷載計(jì)算柱與梁鉸接，鋼柱只承受主梁傳來(lái)的豎向軸力荷載，按中間柱計(jì)算。N=3*32.13+0.6056*6=100.3KN2）截面選擇鋼柱高度約為4000-6--516mm=3478mm,取為3480mm即l0=l=3.48m初選熱軋H型鋼HW200X200幾何參數(shù)：HXB:200X200mmt1=8mmt2=12mm截面面積A=64.28cm2,ix=8.61cm,iy=4.99cmλx=38.3,λy=66.1,屬于b類(lèi)截面3）整體穩(wěn)定驗(yàn)算查《工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》附表2-4-2得受壓穩(wěn)定系數(shù)φ=0.768N/（φ*A）=20.32N/mm2<f=215N/mm2滿(mǎn)足要求4）局部穩(wěn)定驗(yàn)算熱軋規(guī)范型鋼，可不予考慮節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)eq\o\ac(○,1)次梁與主梁的連接節(jié)點(diǎn)次梁與主梁平接，連接采用10.9級(jí)M16高強(qiáng)螺栓。計(jì)算尚應(yīng)考慮偏心附加彎矩1）支承加勁肋穩(wěn)定計(jì)算一側(cè)加勁肋bs=76mm厚度ts=8mm，按軸心受壓桿件驗(yàn)算腹板平面外穩(wěn)定。驗(yàn)算時(shí)考慮與加勁肋相鄰的15tw范圍內(nèi)的腹板參與工作。加勁肋總有效截面幾何特性：A=2400mm2I=2.74x106mm4i=(I/A)1/2=33.8mmλ=l0/i=500/38.9=14.8查《工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》附表2-4-2得受壓穩(wěn)定系數(shù)φ=0.979加勁肋承受兩側(cè)次梁梁端剪力N=2V=87.9KN?=N/ΦA(chǔ)=37.41N/mm2<f=215N/mm2滿(mǎn)足要求2）連接螺栓計(jì)算連接一側(cè)每個(gè)高強(qiáng)螺栓剪力：NV=V/n=21.78/2=10.89KN由于偏心力矩ME=Ve=21.78*90KN*mm=1960KN*mm作用，單個(gè)高強(qiáng)螺栓最大受力為：NM=MEymax/yi^2=1960*20/(2*202)=49kN在垂直剪力與偏心彎矩共同作用下單個(gè)高強(qiáng)螺栓受力為：NS=NV單個(gè)10.9級(jí)M16摩擦型高強(qiáng)螺栓的承載力為(雙剪)：NVb=0.9nfμP=0.9*0.45*2*100kN=162KN滿(mǎn)足要求3）加勁肋與主梁的連接角焊縫計(jì)算V=21.78KNe=76+10+40=126mmMe=2744.3Kn*m采用hf=6mm,焊縫計(jì)算長(zhǎng)度僅考慮與主梁的連接部分：lw=500-20*2=460mm則τv=V/(2x0.7xhfxlw)=5.64N/mm2?m=ME/WW=9.26N/mm2(τv2+(?m/βf)2)1/2=9.46N/mm2<ffw=160N/mm2.滿(mǎn)足要求4）次梁腹板凈截面驗(yàn)算τ=V/(twhwn)=32.7N/mm2<125N/mm2滿(mǎn)足要求5）連接板厚度對(duì)于雙板連接板，其厚度不宜小于梁腹板厚度0.7倍即4.55mm且不應(yīng)小于螺栓間距/12即為40/12=3.3mm不宜小于6mm故取值t=6mmeq\o\ac(○,2)主梁與柱的連接節(jié)點(diǎn)1）節(jié)點(diǎn)構(gòu)造設(shè)計(jì)主梁梁端通過(guò)突緣式支座支承于柱頂板。左右兩梁端間C4.6級(jí)M16普通螺栓連接并在其間設(shè)10mm填充板；梁下翼緣板與柱頂板間用C4.6級(jí)M16普通螺栓固定；頂板與H型鋼柱之間采用腳焊縫連接，不設(shè)置加勁肋。頂板厚取值t=20mm，平面尺寸取值BXL=200X200mm。2）支座支承加勁肋計(jì)算1、加勁肋穩(wěn)定計(jì)算突緣支承加勁肋截面160X14mm，考慮15tw=120mm的腹板參與工作，按軸壓桿件驗(yàn)算腹板平面外穩(wěn)定。加勁肋截面幾何特性如下：A=3200mm2;I=4.77X106mm4;i=(I/A)1/2=38.6mm;λ=l0/i=12.95截面類(lèi)型屬于b類(lèi)截面，查《工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》附表2-4-2得受壓穩(wěn)定系數(shù)φ=0.984支承加勁肋受主梁端剪力與部分次梁梁端剪力N=46.136+21.978KN=68.114KN?=N/（φ*A）=21.63N/mm2<f=215N/mm2滿(mǎn)足要求2、頂板承壓計(jì)算支座加勁肋端部刨平頂緊，Ace=160*14=2240mm2,端面正應(yīng)力為：?ce=N/Ace=30.41N/mm2<fce=325N/mm2滿(mǎn)足要求3、加勁肋與主梁連接焊縫計(jì)算V=68.114KN;偏心力矩ME=2.77X106KN*m采用hf=6mm,焊縫計(jì)算長(zhǎng)度lw=480mm，WW=350000mm2;可得：τV=V/(2x0.7xhfxlw)=16.89N/mm2?M=ME/WW=7.91N/mm2(τV2+(?m/βf)2)1/2=18.1N/mm2<ffw=160N/mm2.滿(mǎn)足要求3)柱與頂板的連接柱與頂板采用雙面角焊縫連接，不設(shè)置加勁肋。焊腳尺寸取hf=8mm>1.5*√20=6.7mm翼緣焊接長(zhǎng)度100mm，腹板焊接長(zhǎng)度為100mm雙面對(duì)稱(chēng)布置焊縫焊接截面總計(jì)算長(zhǎng)度為lw=2*（100-20）+100-20=240mmN=43.956+46.136*2KN=136.23KNτ=N/(2x0.7xhfxlw)=50.7N/mm2<ffw=160N/mm2.滿(mǎn)足要求eq\o\ac(○,3)柱腳節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)柱腳與地面之間布置一塊底板，尺寸與連接方法同頂板e(cuò)q\o\ac(○,2)-3）柱與頂板的連接。九、樓梯設(shè)計(jì)采用折梁樓梯，平臺(tái)板中部支撐在主梁上，另一端支承在地面上。每個(gè)踏步210mm,共需4000/210=19步，踏步寬度取155mm，則斜梁的水平投影長(zhǎng)度為19x155=2945mm，斜梁傾角α=arctan（4000/2945）=53.64。。樓梯寬度取800mm平臺(tái)寬度取1055mm,其中有1000mm的部分布置在主梁另一端，不參與計(jì)算。1）踏步板設(shè)計(jì)1、構(gòu)造：踏步板下設(shè)30x6加勁肋，之間焊縫hf取6mm雙面角焊縫。如圖所示。踏步板兩端與斜梁焊接，按簡(jiǎn)支構(gòu)件、跨中作用1KN集中荷載計(jì)算2、撓度計(jì)算僅考慮加勁肋的截面慣性矩I=54000mm4撓度：Δ=Fl3/48EI=0.96mm<l/250=3.2mm滿(mǎn)足要求3、連接計(jì)算踏步板與斜梁[16a之間采用單面角焊縫連接，承受剪力為500N，所需焊縫高度hf=V/(0.7f1wlw)=0.03mm,故按構(gòu)造要求取值hf=6mm2）梯段梁設(shè)計(jì)由于踏步板故整體穩(wěn)定不必計(jì)算。需驗(yàn)算：承載力極限狀態(tài)下的強(qiáng)度計(jì)算、連接計(jì)算與正常使用下的撓度計(jì)算。1、計(jì)算簡(jiǎn)化近似取水平段部分荷載值與傾斜段相同傾斜部分沿梁軸線的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：梯段梁自重：0.34KN/m踏步板重：0.26KN/m小計(jì)gk’=0.60KN/m折算為按水平分布的gk=1.02KN/m可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值：qk=0.8*3.5=2.8KN/m荷載基本組合值：p=5.14KN/m沿垂直于梁軸線方向的標(biāo)準(zhǔn)組合值為：pk=1.62KN/m簡(jiǎn)圖如下2、強(qiáng)度計(jì)算跨內(nèi)最大彎矩基本組合值近似出現(xiàn)在跨中：MMAX=5.783KN*m?=Mmax/γxWx=25.4N/mm2<f=215N/mm2滿(mǎn)足要求3、撓度計(jì)算近似按直斜梁計(jì)算，伸出段對(duì)撓度有利，不參與計(jì)算。計(jì)算總長(zhǎng)度l=3000/cos53.64+55=5115mmΔ=5/384(pkl4/EI)=4.05mm<l/250=20.5mm滿(mǎn)足要求4、梯段梁連接計(jì)算梯段梁與平臺(tái)主梁梯段梁與平臺(tái)主梁通過(guò)角鋼連接，連接角鋼選用?80x6，如圖3.14所示。梯段梁梁端剪力VMAX=0.5P*l/2=3.86KN，所需焊縫高度hf=V/(0.7f1wlw)=0.43mm,故按構(gòu)造要求取值hf=6mm梯段梁與地面埋件采用C級(jí)M16普通螺栓連接單個(gè)螺栓承載力NVb=28KN>VMAX=3.86KN滿(mǎn)足要求 帥哥靚妹們，希望對(duì)你們有所幫助！一、設(shè)計(jì)資料 1二、結(jié)構(gòu)形式及支撐布置 2三、荷載計(jì)算 4四、內(nèi)力計(jì)算 5五、桿件設(shè)計(jì) 6六、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) 10七、參考資料 17八、附表一 18九、附表二 19一、設(shè)計(jì)資料某車(chē)間跨度為，屋架間距6m，屋面采用預(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400×400，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。柱距6m,梯形鋼屋架跨度屋架采用的鋼材及焊條為：Q235鋼，焊條為E43型，手工焊。梯形鋼屋架荷載標(biāo)準(zhǔn)值（水平投影面計(jì)）永久荷載：三氈四油（上鋪綠豆砂）防水層0.420mm厚水泥砂漿找平層0.4保溫層0.5預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板1.4屋架及支撐自重：按經(jīng)驗(yàn)公式q=0.12+0.011L計(jì)算：q=0.12+0.011×21=0.351懸掛管道：0.15永久荷載總和：0.4×2＋1.4+0.5+0.351+0.15=3.201可變荷載：屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：0.7雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值：0.35積灰荷載標(biāo)準(zhǔn)值：0.8由于屋面活荷載與屋面雪荷載不同時(shí)考慮，屋面活荷載比屋面雪荷載大，取較大值，這里下面計(jì)算只要考慮屋面活荷載。二、節(jié)點(diǎn)荷載計(jì)算①全跨屋面永久荷載作用下②全跨可變荷載作用下③當(dāng)基本組合由可變荷載效應(yīng)控制時(shí)，上弦節(jié)點(diǎn)荷載設(shè)計(jì)值為當(dāng)基本組合由永久荷載效應(yīng)控制時(shí)，上弦節(jié)點(diǎn)荷載設(shè)計(jì)值為：由上可知，本工程屋面荷載組合由永久荷載效應(yīng)控制，節(jié)點(diǎn)集中力設(shè)計(jì)值取P=54.14kN。④屋架節(jié)點(diǎn)荷載計(jì)算，計(jì)算屋架時(shí)應(yīng)考慮下列三種荷載組合情況：全跨永久荷載+全跨可變荷載；全跨永久荷載+（左）半跨可變荷載；屋架和支撐自重+（左）半跨屋面板重+（左）半跨施工荷載設(shè)：---由永久荷載換算得的節(jié)點(diǎn)集中荷載；---由可變荷載換算得的節(jié)點(diǎn)集中荷載；---由部分永久荷載（屋架及支撐自重）換算得的節(jié)點(diǎn)集中荷載；---由部分永久荷載（屋面板重）和可變荷載（屋面活荷載）換算得的節(jié)點(diǎn)集中荷載。則：(施工時(shí)無(wú)積灰荷載）內(nèi)力計(jì)算。用圖解法活結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器先求出全跨和半跨單位節(jié)點(diǎn)荷載作用下的桿件內(nèi)力系數(shù)，然后乘以實(shí)際的節(jié)點(diǎn)荷載。屋架在上述第一種荷載組合的作用下，屋架的弦桿，豎桿和靠近兩端的斜腹桿，內(nèi)力均達(dá)到最大，在第二種和第三種荷載作用下，靠跨中的斜腹桿的內(nèi)力可能達(dá)到或發(fā)生變號(hào)。因此，在全跨荷載作用下所有桿件的內(nèi)力均應(yīng)計(jì)算，而在半跨荷載作用下僅需計(jì)算靠近跨中的斜腹桿內(nèi)力。計(jì)算結(jié)果列于下表：

二、結(jié)構(gòu)形式及支撐布置桁架的形式及幾何尺寸如下圖2.1所示圖2.1桁架形式及幾何尺寸桁架支撐布置如圖2.2所示圖2.2桁架支撐布置符號(hào)說(shuō)明：SC：上弦支撐；XC：下弦支撐；CC：垂直支撐GG：剛性系桿；LG：柔性系桿三、荷載計(jì)算四、內(nèi)力計(jì)算荷載組合（1）計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖4.1，荷載組合（2）計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖4.2，荷載組合（3）計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖4.3.圖4.1荷載組合（1）圖4.2荷載組合（2）圖4.3荷載組合4.3由電算先解得F=1的桁架各桿件的內(nèi)力系數(shù)（F=1作用于全跨、走半跨和右半跨）。然后求出各種荷載情況下的內(nèi)力進(jìn)行組合，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)附表1五、桿件設(shè)計(jì)桿件截面選擇：弦桿和腹桿均采用雙角鋼組成的T形截面：按腹桿的最大內(nèi)力=-416.07KN,查表的選中間節(jié)點(diǎn)板厚度為10mm，支座節(jié)點(diǎn)板厚度為12mm。（1）上弦桿整個(gè)上弦桿采用等截面，按DE桿件的最大設(shè)計(jì)內(nèi)力設(shè)計(jì)。=-659.4kN上弦桿計(jì)算長(zhǎng)度：在桁架平面內(nèi)，為節(jié)間軸線長(zhǎng)度：，(取兩塊屋面板寬度）因?yàn)?2，故宜選用兩個(gè)不等肢角鋼，短肢相并。設(shè)=50，選用角鋼，為b類(lèi)截面，查表得。需要截面積：，查表得：根據(jù)需要的A、、查角鋼規(guī)格表，選用2∟，，=2.26cm，=6.11cm，，按所選角鋼進(jìn)行驗(yàn)算：＜＜∵<∴取截面和界面都為b類(lèi)截面，由于＞，只需要求。查表的=0.773。故所選截面合適。（2）下弦桿整個(gè)下弦桿采用同一截面，按最大內(nèi)力設(shè)計(jì)值設(shè)計(jì)。平面內(nèi)的計(jì)算程度和平面外的計(jì)算長(zhǎng)度分別為：，所需截面面積：選用2∟，短肢相拼，，（設(shè)連接支撐的螺栓孔位于節(jié)點(diǎn)板內(nèi)的距離）=2.29cm，=6.07cm，＜＜截面驗(yàn)算＜所選截面合適。（3）腹桿驗(yàn)算:1）、腹桿Pa桿件軸力：計(jì)算長(zhǎng)度，因?yàn)椋什捎貌坏戎到卿撻L(zhǎng)肢相并。選用2∟，，，，按所選角鋼進(jìn)行驗(yàn)算：＜＜∵＜∴＜截面和界面都為b類(lèi)截面，由于＞，只需要求。查表的=0.649。＜2）、腹桿Pb桿件軸力：計(jì)算長(zhǎng)度，選用2∟，，，，按所選角鋼進(jìn)行驗(yàn)算：＜，＜＜，故所選截面合適。一般按全跨永久荷載和全跨可變荷載計(jì)算。對(duì)跨中的部分斜腹桿因半跨荷載可能產(chǎn)生的內(nèi)力變號(hào)，采取將圖中的（Dd桿、Wc桿、WD桿、Ed桿）均按壓桿控制其長(zhǎng)細(xì)比，故不必考慮半跨荷載作用的組合，只計(jì)算全跨滿(mǎn)載時(shí)的桿件內(nèi)力。3）腹桿Dd桿件軸力：計(jì)算長(zhǎng)度，選用2∟，，，，按所選角鋼進(jìn)行驗(yàn)算：＜，＜查表可知=0.441，＜，（根據(jù)計(jì)算，按第二組荷載作用時(shí)，,按第三組荷載作用時(shí)，壓力雖有所增加，但經(jīng)驗(yàn)算后均符合要求，且其值很小，故按長(zhǎng)細(xì)比選用其截面即可。）4）腹桿Wc：，計(jì)算長(zhǎng)度，同理，亦按壓桿容許長(zhǎng)細(xì)比進(jìn)行控制。選用2∟，，＜，＜根據(jù)計(jì)算，按第二組荷載作用時(shí)，,按第三組荷載作用時(shí)，壓力雖有所增加，但經(jīng)驗(yàn)算后均符合要求，且其值很小，故所選用的2∟可滿(mǎn)足要求。5)腹桿WD：，計(jì)算長(zhǎng)度，同理，亦按壓桿容許長(zhǎng)細(xì)比進(jìn)行控制。選用2∟，，＜，＜根據(jù)計(jì)算，按第二組荷載作用時(shí)，,按第三組荷載作用時(shí)，壓力雖有所增加，但經(jīng)驗(yàn)算后均符合要求，且其值很小，故所選用的2∟可滿(mǎn)足要求。6)腹桿Ed：，計(jì)算長(zhǎng)度，同理，亦按壓桿容許長(zhǎng)細(xì)比進(jìn)行控制。選用2∟，，＜，＜根據(jù)計(jì)算，按第二組荷載作用時(shí)，,按第三組荷載作用時(shí)，壓力雖有所增加，但經(jīng)驗(yàn)算后均符合要求，且其值很小，故所選用的2∟可滿(mǎn)足要求。六、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)（1）下弦節(jié)點(diǎn)“b”（見(jiàn)圖1.1）。這類(lèi)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)是先計(jì)算腹桿和節(jié)點(diǎn)板的鏈接焊縫尺寸，然后按比例繪制出節(jié)點(diǎn)板的形狀，量出尺寸，然后驗(yàn)算下弦桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫，計(jì)算中用到的各桿的內(nèi)力見(jiàn)附表。角焊縫的抗拉、抗壓、和抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。設(shè)“Pb”桿的肢背和肢尖焊縫，則所需的焊縫長(zhǎng)度為：肢背：，取150mm。肢尖：，取90mm。設(shè)“Qb”桿的肢背和肢尖焊縫尺寸分別為，所需的焊縫長(zhǎng)度為：肢背：，取110mm。肢尖：，取70mm。“Bb”桿的內(nèi)力很小，焊縫尺寸只需要按構(gòu)造確定焊縫，取。根據(jù)上面求得的焊縫長(zhǎng)度，并考慮桿件之間應(yīng)有的間隙以及制作和裝備等誤差，按比例繪出節(jié)點(diǎn)詳圖，從而確定節(jié)點(diǎn)板的尺寸為310mm380mm。下弦與節(jié)點(diǎn)板的連接的焊縫長(zhǎng)度為380mm，。焊縫所受的左右兩下弦桿的內(nèi)力差為，肢背的力最大，取肢背進(jìn)行計(jì)算，則肢背處的焊縫應(yīng)力為：＜焊縫強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。（2）上弦節(jié)點(diǎn)“P”（見(jiàn)圖1.2）。Pb桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫尺寸和節(jié)點(diǎn)“b”相同。Pb桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫尺寸按同樣方法計(jì)算，,“Pb”桿的肢背和肢尖的焊縫尺寸分別為，所需的焊縫長(zhǎng)度為：肢背：，取150mm。肢尖：，取110mm考慮焊縫長(zhǎng)度，同時(shí)為了在上弦擱置屋面板，節(jié)點(diǎn)板的上邊緣可縮進(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(lái)。驗(yàn)算上弦桿的焊縫：忽略桁架上弦坡度的影響，假定集中荷載F與上弦桿垂直。上弦肢背承受集中荷載，肢尖承受左右弦桿的內(nèi)力差。槽焊縫的計(jì)算焊角尺寸為，由節(jié)點(diǎn)板的長(zhǎng)度確定槽焊縫的長(zhǎng)度為。承受集中力P=54.14KN。則肢尖焊縫承擔(dān)弦桿內(nèi)力差，偏心距e=80-25=55mm，偏心彎矩，，則故焊縫強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。（3）下弦節(jié)點(diǎn)“c”設(shè)“Dc”桿的肢背和肢尖焊縫，則所需的焊縫長(zhǎng)度為：肢背：，加后取11cm肢尖：，加后取6cm設(shè)“Fc”桿的肢背和肢尖焊縫尺寸分別為，所需的焊縫長(zhǎng)度為：肢背：，加后取8cm肢尖：，由于焊縫計(jì)算長(zhǎng)度不得小于和40mm，肢尖焊縫長(zhǎng)度取6cm。“Cb”桿的內(nèi)力很小，只需要按構(gòu)造確定焊縫，取。節(jié)點(diǎn)板取265mm315mm，取，下弦桿與節(jié)點(diǎn)板的焊縫長(zhǎng)度為315mm，焊縫受左右弦桿的內(nèi)力差為，受力較大的肢背處的剪應(yīng)力為：＜焊縫強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。（4）下弦節(jié)點(diǎn)“d”設(shè)“Fd”桿的肢背和肢尖焊縫，則所需的焊縫長(zhǎng)度為：肢背：<，計(jì)算長(zhǎng)度取48mm，加后取7cm肢尖：<，計(jì)算長(zhǎng)度取48mm，加后取6cm設(shè)“Hd”桿的肢背和肢尖焊縫尺寸分別為，所需的焊縫長(zhǎng)度為：肢背：<，計(jì)算長(zhǎng)度取48mm，加后取7cm肢尖：<，計(jì)算長(zhǎng)度取48mm，加后取6cm?！癈b”桿的內(nèi)力為52890N，。肢背：<，焊縫長(zhǎng)度取6cm，肢尖的力比肢背的小，肢尖焊縫長(zhǎng)度取6cm。節(jié)點(diǎn)板取255mm285mm，由于d點(diǎn)左右兩端的拉力值相差不大，可只按構(gòu)造確定其焊角尺寸為。（5）下弦節(jié)點(diǎn)“e”腹桿“eH”計(jì)算內(nèi)力為97.75kN，，肢背的焊縫長(zhǎng)度為：，加后取7cm肢尖：<48mm，取焊縫長(zhǎng)度為6cm。節(jié)點(diǎn)板取325mm270mm。驗(yàn)算下弦節(jié)點(diǎn)板的焊縫。計(jì)算內(nèi)力為0.15779.07kN=116.86kN，，焊縫長(zhǎng)度為270，焊縫肢背的剪應(yīng)力為：＜，肢尖受力較小，不必驗(yàn)算。故焊縫合適。豎桿“eI”焊縫計(jì)算：拉力為144.39kN，取，考慮起弧和滅弧，焊縫長(zhǎng)度取7cm，肢尖受力較小，按構(gòu)造確定焊縫長(zhǎng)度為6cm。下弦拼接角鋼的總長(zhǎng)度為采用與上弦統(tǒng)一鋼號(hào)的角鋼進(jìn)行拼接，垂直肢截取寬度為圖6.5.1圖6.5.1（6）上弦節(jié)點(diǎn)“C”、“E”、“G”。由于節(jié)點(diǎn)處左右弦桿的內(nèi)力值相等，且豎桿的內(nèi)力設(shè)計(jì)值相同，故采用相同的節(jié)點(diǎn)板。焊腳尺寸取6mm，焊縫長(zhǎng)度取6cm。連接板的尺寸如上圖6.5.1上弦點(diǎn)“D”，“F”、“H”焊縫尺寸根據(jù)下弦節(jié)點(diǎn)已經(jīng)確定。節(jié)點(diǎn)“D”：桿“Db”桿“Dc”節(jié)點(diǎn)“F”：桿“Fc”桿“Fd”節(jié)點(diǎn)“H”：桿“Hd”桿“He”節(jié)點(diǎn)“D”、“F”、“H”所選擇的連接板尺寸分別為：230mm335mm，220mm255mm，235mm245mm。（7）屋脊節(jié)點(diǎn)“E”弦桿的拼接，一般都采用與上弦角鋼相同鋼號(hào)的角鋼進(jìn)行拼接，為了使拼接角鋼在拼接處能緊貼被連接的弦桿和便于施焊，需將拼接角鋼削棱和切去肢的一部分，：，其中取8mm，拼接角鋼與弦桿的連接焊縫按被連接弦桿的最大內(nèi)力計(jì)算，每條焊縫長(zhǎng)度按該式計(jì)算：，取200mm。拼接角鋼總長(zhǎng)，取L為460mm。豎肢需切去并按上弦坡度熱彎。計(jì)算屋脊處弦桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫，取=5mm，需要焊縫長(zhǎng)度按公式計(jì)算：按構(gòu)造要求決定節(jié)點(diǎn)板的長(zhǎng)度。（8）支座節(jié)點(diǎn)“a”腹桿“Pa”的焊縫尺寸同節(jié)點(diǎn)“P”肢背：，肢尖：，節(jié)點(diǎn)板的厚度為12cm，所確定的節(jié)點(diǎn)板尺寸（如圖1.3），支座底板的計(jì)算支座反力：R=7P=754.14kN=379.0kN支座底板