鋼結(jié)構(gòu)三角形屋架課程設(shè)計(jì)

1、一、設(shè)計(jì)資料 某廠房屋架跨度18m，屋架間距6m，柱高4.5m，屋面坡度1/3, 抗震設(shè)防烈度為7度，屋面材料為石棉水泥中波或小波瓦、油氈、木望板。薄壁卷邊Z型鋼檁條，檁條斜距為0.778m，基本風(fēng)壓為0.35kN/，雪荷載為0.20kN/。鋼材采用Q235-B。焊條采用E43型。二、屋架形式、幾何尺寸及支撐布置屋架形式、幾何尺寸及支撐布置如圖1-10所示，上弦節(jié)間長度為兩個(gè)間距，有節(jié)間荷載。上弦橫向水平支撐設(shè)置在房屋兩端及伸縮縫處的第一開間內(nèi)，并在相應(yīng)開間屋架跨中設(shè)置垂直支撐，在其余開間屋架下弦跨中設(shè)置一道通長的水平系桿。上弦橫向水平支撐在交叉點(diǎn)處與檁條相連。為此，上弦桿在屋架平面外的計(jì)算長

2、度等于其節(jié)間幾何長度；下弦桿在屋架平面外的計(jì)算長度為鋼屋架跨度的一半。 簡圖 屋架支撐布置 圖1-10 屋架形式、幾何尺寸及支撐布置三、荷載（1）恒載 標(biāo)準(zhǔn)值 石棉瓦 0.2kN/0.949=0.21kN/ 油氈、木望板 0.18kN/0.949=0.19kN/ 檁條、屋架及支撐 0.20kN/ 合計(jì) 0.6kN/（2） 活載 活載與雪載取最大值 0.30kN/因屋架受荷水平投影面積超過60，故屋面受均布活荷載可取為（水平投影面）0.35kN/。（3）風(fēng)荷載 基本風(fēng)壓 0.35kN/（4） 上弦的集中荷載及節(jié)點(diǎn)荷載 見表2-1及圖1-11、圖1-12 圖1-11 上弦集中荷載 圖1-12 上弦

3、節(jié)點(diǎn)荷載 表2-1 上弦集中荷載及節(jié)點(diǎn)荷載表荷載形式荷載分類集中荷載（設(shè)計(jì)值）P/kN節(jié)點(diǎn)荷載（設(shè)計(jì)值）P=2P/kN備注恒載2.6575.314P=0.6kN/0.7786m=2.657活載1.3292.658P=0.3kN/0.7786m=1.329（5）風(fēng)荷載以左吹風(fēng)為例計(jì)算，右吹風(fēng)同理計(jì)算，根據(jù)公式計(jì)算，高度小于30m的單層廠房，取1.0，查表，B類地面粗糙程度，取1.0，取值迎風(fēng)面-0.47，背風(fēng)面-0.5。 屋面風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值迎風(fēng)面 背風(fēng)面 上弦節(jié)點(diǎn)風(fēng)荷載 迎風(fēng)面 背風(fēng)面 圖1-13 上弦節(jié)點(diǎn)風(fēng)荷載4、 內(nèi)力組合 內(nèi)力計(jì)算表 1.35恒載+1.40.7活荷載+1.40.6風(fēng)荷載 1.

4、2恒載+1.4活荷載+1.40.6風(fēng)荷載 1.2恒載+1.40.7活荷載+1.4風(fēng)荷載 1.35恒載+1.40.7半跨活載 1.2恒載+1.4半活載 內(nèi)力組合表5、 桿件截面的選擇（1） 上弦桿 整個(gè)上弦不改變截面，按最大內(nèi)力計(jì)算。桿1內(nèi)力N=-157.96kN,=1.48kNm，=1.11kNm。選用270mm6mm，A=16.32，=38.74,=14.96,，。 長細(xì)比 由查表得（B類截面），則 塑性系數(shù) 1）彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定性。此端節(jié)間弦桿相當(dāng)于規(guī)范中兩端支承的桿件，其上作用有端彎矩和橫向荷載并為異號(hào)曲率的情況，故取等效彎矩系數(shù)用跨中最大彎矩=1.48kNm驗(yàn)算，代入公式得 對(duì)于這

5、種組合T形截面壓彎構(gòu)件，在彎矩的效應(yīng)較大時(shí)，可能在較小的翼緣一側(cè)因受拉塑形區(qū)的發(fā)展而導(dǎo)致構(gòu)件失穩(wěn)，補(bǔ)充驗(yàn)算見下式 顯然另一側(cè)不控制構(gòu)件平面內(nèi)的失穩(wěn)。故平面內(nèi)的穩(wěn)定性得以保證。2） 彎矩作用平面外的穩(wěn)定性。由于，所以梁的整體穩(wěn)定性系數(shù)可由下式計(jì)算 等效彎矩系數(shù)，用跨中最大正彎矩=1.48kNm驗(yàn)算，代入公式得根據(jù)支撐布置情況，可知上弦節(jié)點(diǎn)處均有側(cè)向支承以保證其不發(fā)生平面外失穩(wěn)。因此，可不必驗(yàn)算節(jié)點(diǎn)處的平面外穩(wěn)定，只需驗(yàn)算其強(qiáng)度。3） 驗(yàn)算強(qiáng)度。上弦桿節(jié)點(diǎn)“2”處（圖1-14）的彎矩較大，且又比較小，因此截面上無翼緣一側(cè)的強(qiáng)度，按下式驗(yàn)算 （2） 下弦桿 下弦也不改變截面，按最大內(nèi)力計(jì)算。桿7的軸

6、心力。選用2，長細(xì)比 強(qiáng)度驗(yàn)算（3） 腹桿 桿10內(nèi)力N=-13.53kN。選用， 長細(xì)比 由查相關(guān)表得（B類截面），則 其中，0.814為單面連接單角鋼的強(qiáng)度折減系數(shù) 屋架桿件截面選用表六、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)編號(hào)如圖1-14所示。 圖 1-14 屋架桿件連接焊縫表 （1） 節(jié)點(diǎn)“1”1) 支座底板厚度。支座反力 設(shè)，底板凈面積 板下壓應(yīng)力 ，則 所需底板厚度 ，取 2） 支座節(jié)點(diǎn)板與底板的連接焊縫。設(shè)，按下式計(jì)算 支座節(jié)點(diǎn)板與加勁肋的連接焊縫厚度取，計(jì)算從略。3） 上弦桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫。N=157.96kN，設(shè)焊縫厚度，焊縫計(jì)算長度 桿件軸心力N，假定全由角鋼肢尖焊縫傳遞，并考慮傳力的偏心影響，其中偏心距 ，按下式計(jì)算 （2） 節(jié)點(diǎn)“2”、“3”，節(jié)點(diǎn)荷載P假定由角鋼肢背的塞焊縫承受，按構(gòu)造要求節(jié)點(diǎn)板較長，故焊縫強(qiáng)度可以滿足，計(jì)算從略。 節(jié)點(diǎn)兩側(cè)上弦桿軸心力之差，假定由角鋼肢尖焊縫承受，并考慮偏心力矩的影響，計(jì)算結(jié)果見下表。 上弦節(jié)點(diǎn)之間焊縫表（3） 節(jié)點(diǎn)“4” ，節(jié)點(diǎn)荷載P，假定由角鋼肢背的塞焊縫承受，同上構(gòu)造要求考慮即可滿足 ，計(jì)算從略。 1）上弦桿拼接角鋼的連接焊縫，以該節(jié)的最大軸力N，設(shè)，按下式計(jì)算，取120mm 2）上弦桿角鋼與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫，以上述軸心力的15%按下式計(jì)算，設(shè)，按構(gòu)造要求為220mm，取則 （4） 節(jié)點(diǎn)“5” 1）下弦桿拼接角鋼的