鋼結(jié)構(gòu)屋架課程設(shè)計

1、鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計陜 西 廣 播 電 視 大 學(xué)  課程設(shè)計  課程名稱：鋼結(jié)構(gòu)   分校(工作站)：                 專 業(yè)： 指 導(dǎo) 老 師： 學(xué) 號： 學(xué) 生 姓 名： 目 錄1、設(shè)計資料··················

2、;··················································

3、;······································ 12、結(jié)構(gòu)形式及布置··········

4、··················································

5、····································13、 荷載計算············

6、3;·················································

7、3;··········································33.1 永久荷載設(shè)計值·····

8、3;·················································

9、3;·····································33.2 可變荷載設(shè)計值··········

10、3;·················································

11、3;································33.3 荷載組合················&

12、#183;·················································&

13、#183;·····································34、 內(nèi)力計算···········

14、;··················································

15、;···········································35、 截面選擇·····

16、83;·················································

17、83;················································45.1 上弦桿截

18、面選擇·················································

19、83;···········································45.2 下弦桿截面選擇····

20、83;·················································

21、83;······································45.3 腹桿截面選擇·········

22、3;·················································

23、3;·····································56、 節(jié)點設(shè)計···········&#

24、183;·················································&#

25、183;··········································96.1 下弦節(jié)點設(shè)計·····

26、83;·················································

27、83;·········································96.2 上弦節(jié)點設(shè)計······

28、3;·················································

29、3;······································147、 附 圖··········&#

30、183;·················································&#

31、183;···········································161、設(shè)計資料 2.1某車間，長240m，跨度27m，柱距6m，車間內(nèi)無吊

32、車、無天窗、無振動設(shè)備。采用梯形鋼屋架， 1.5×6m預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土大型屋面板（1.4 kN/m2），二氈三油加綠豆沙防水層（0.4 kN/m2），20mm厚水泥砂漿找平層（0.4 kN/m2），卷材屋面，屋面坡度i=1/10，屋架簡支于鋼筋混凝土柱上，混凝土強(qiáng)度等級C20，上柱截面400×400mm。鋼材選用Q235B，焊條采用E43型。屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值0.70 kN/m2。 2.2屋架計算跨度 2.3跨中及端部高度：設(shè)計為無檁屋蓋方案，采用平坡梯形屋架，端部高度中部高度（為）。2 、結(jié)構(gòu)形式與布置 屋架形式及幾何尺寸如圖所示：圖2-1 梯形鋼屋架形式和幾何尺寸圖 根據(jù)

33、廠房長度（240m>60m）、跨度及荷載情況，設(shè)置五道上、下弦橫向水平支撐。因柱網(wǎng)采用封閉結(jié)合，廠房兩端的橫向水平支撐設(shè)在第一柱間，該水平支撐的規(guī)格與中間柱間支撐的規(guī)格有所不同。在所有柱間的上弦平面設(shè)置了剛性與柔性系桿，以保證安裝時上弦桿的穩(wěn)定，在各柱間下弦平面的跨中及端部設(shè)置了柔性系桿，以傳遞山墻風(fēng)荷載。在設(shè)置橫向水平支撐的柱間，于屋架跨中和兩端各設(shè)一道垂直支撐。梯形鋼屋架支撐布置如圖下圖所示：圖2-2 屋架上弦支撐布置圖圖2-2 屋架下弦支撐布置圖圖2-3 屋架垂直支撐布置圖3、 荷載計算 3.1 永久荷載設(shè)計值 預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土大型屋面板： 二氈三油防水層及找平層（20mm）： 支

34、撐重量： 3.2 可變荷載設(shè)計值 屋面活荷載： 3.3 荷載組合 永久荷載可變荷載為主要荷載組合，屋架上弦節(jié)點荷載為： 4 、內(nèi)力計算 考慮全跨靜荷載和半跨活荷載的組合，在單位力作用下各屋架桿件的內(nèi)力圖如下：圖4-1 單位力作用下各屋架桿件的內(nèi)力圖當(dāng)F=33.336 kN時，各屋架桿件的內(nèi)力圖如下：圖4-2 F作用下各屋架桿件的內(nèi)力圖5 、截面選擇 腹桿最大內(nèi)力為，選用節(jié)點板厚度為。 5.1 上弦桿截面選擇 上弦桿采用相同截面，按最大內(nèi)力計算：，（取兩塊屋面板寬度）。 選用兩個等肢角鋼， ， （b類）雙角鋼T型截面繞對稱軸（y軸）應(yīng)按彎扭屈曲計算長細(xì)比，故由，按b類查表得截面驗算：大型屋面板與

35、上弦焊牢，起縱橫向水平支撐作用，上弦桿其他節(jié)間的長細(xì)比和穩(wěn)定驗算均未超過上述值。填板每個節(jié)間放一塊（滿足范圍內(nèi)不少于兩塊）， 5.2 下弦桿截面選擇下弦桿也采用相同截面，按最大內(nèi)力計算：，選擇兩個不等肢角鋼， 5.3 腹桿截面選擇桿件A-a：，選用兩個等肢角鋼，組成T型截面截面幾何特性：，截面驗算：桿件B-a：，選用兩個不等肢角鋼，長肢相并。截面幾何特性：，截面驗算：桿件B-b：，所需截面:選用兩個等肢角鋼，組成T形截面截面特性：，桿件C-b：，選用兩個等肢角鋼，組成T形截面。截面幾何特性：，截面驗算：桿件D-b：，選用兩個等肢角鋼，組成T形型截面截面幾何特性：，截面驗算：桿件D-c：，所需截

36、面：選用兩個等肢角鋼，組成T型截面截面幾何特性：， 桿件E-c：，采用兩個等肢角鋼，組成T形截面截面幾何特性：， ，截面驗算：桿件E-f及H-g：內(nèi)力N小于桿件D-c，桿長同樣小于桿件D-c，故采用兩個等肢角鋼，組成T形截面時，可滿足受力要求。桿件F-f及I-g：內(nèi)力N小于桿件E-c，桿長同樣小于桿件E-c，故采用兩個等肢角鋼，組成T形截面時，可滿足受力要求。桿件G-f及f-c：，選用兩個等肢角鋼，組成T形截面截面特性：，截面驗算：桿件J-g及g-d：，所需截面:選用兩個等肢角鋼，組成T形截面截面特性：， 桿件J-e：選用，中央豎桿采用十字形截面，其斜截面計算長度各桿件截面選擇結(jié)果列表如下表5

37、-1：表5-1 屋架桿件截面選擇表桿件名稱桿件號內(nèi)力設(shè)計值N（kN）計算長度（cm）所選截面截面面積（cm2）長細(xì)比容許長細(xì)比計算應(yīng)力（N/mm2）l0xl0yxy 上弦桿H-I-387.4150.83002100×831.285073.6150169.9下弦桿c-d383.4300450290×827.88108.7111.9350137.5腹桿A-a-16.67199199263×512.291026915025B-a-251.4251.8251.82100×63×722.2279.198.1150199.5B-b182.3208.1260

38、.1250×59.61136.6109.8350189.7 C-b-33.3182227.5250×59.61119.796.215079.1D-b-139228.1285.1275×514.8298.385.2150165.7D-c86228.1285.1250×59.61117.698.735089.5E-c-50206257.5250×59.61134.6108.8150142.9E-f24.3150.6188.3250×59.6198.479.135025.3H-g23162.1202.6250×59.61105.9

39、85.135023.9F-f-33.3103128.8250×59.6167.351.115054.7I-g-33.3121151.3250×59.6179.154.115069.4G-f-33.3207.8207.8250×59.61135.887.315080.36f-c-6.3207.8207.8250×59.61135.887.315016.07J-g129.7223.9223.9263×512.29115.477.5350105.5g-d105223.9223.9263×512.2996.948.635085.4J-e029

40、9.3263×512.29171.4115.135006 、節(jié)點設(shè)計 各節(jié)點的節(jié)點板厚一律取8mm，各桿內(nèi)力如圖4-2所示。 6.1 下弦節(jié)點設(shè)計（圖6-1） 6.1.1 下弦節(jié)點b設(shè)計 首先，計算腹桿與節(jié)點板連接焊縫尺寸，然后按比例繪出節(jié)點板形狀和尺寸，最后驗算下弦與節(jié)點板的連接焊縫。已知焊縫的抗拉、抗壓和抗剪的強(qiáng)度設(shè)計值：設(shè)桿B-b的肢背和肢尖焊縫分別是和，則所需焊縫長度為：肢背：，取110mm肢尖：，取80mm設(shè)桿D-b和肢尖焊縫分別是和，則所需焊縫長度為肢背： 取100mm肢尖： 取80mmC-b桿內(nèi)力較小，焊縫按構(gòu)造采用。根據(jù)上述腹桿焊縫長度，并考慮桿件之間應(yīng)留有間隙，按比

41、例繪出節(jié)點大樣圖。圖6-1 下弦節(jié)點圖從而確定節(jié)點板尺寸為。其次驗算下弦桿與節(jié)點板連接焊縫，內(nèi)力差。實際節(jié)點板長度是31.5 cm，下弦與節(jié)點板連接的角焊縫計算長度采用，肢背焊縫應(yīng)力為：焊縫強(qiáng)度滿足要求。 6.1.2 下弦節(jié)點c的設(shè)計設(shè)節(jié)點所有焊縫為，所需焊縫長度如下：桿D-c內(nèi)力肢背：肢尖：桿E-c內(nèi)力肢背： 肢尖：桿f-c內(nèi)力肢背： 肢尖：所有焊縫均按構(gòu)造（節(jié)點板尺寸）確定，焊縫長度均需大于60mm。下弦與節(jié)點板連接的焊縫長度為32cm，焊縫所受的力為左右兩下弦桿內(nèi)力差下弦與節(jié)點板連接的角焊縫計算長度采用，所受較大的肢背處焊縫應(yīng)力為：焊縫強(qiáng)度滿足要求。 6.1.3 下弦節(jié)點d的設(shè)計設(shè)節(jié)點所有焊縫為，所需焊縫長度如下：桿g-d內(nèi)力肢背：肢尖：桿H-d內(nèi)力肢背： 肢尖：桿G-d內(nèi)力肢背： 肢尖：除g-d桿肢背外，所有焊縫均按構(gòu)造（節(jié)點板尺寸）確定，焊縫長度均需大于60mm。下弦與節(jié)點板連接的焊縫長度為32cm，焊縫所受的力為左右兩下弦桿內(nèi)力差下弦與節(jié)點板連接的角焊縫計算長度采用，所受較大的肢背處焊縫應(yīng)力為：焊縫強(qiáng)度滿足要求。 6.1.4 下弦節(jié)點e的設(shè)計下弦桿一般都采用同號角鋼進(jìn)行拼接，為使拼接角鋼與弦桿之間能夠密合，并便于施焊，需將拼接角鋼的尖角削除，且截去垂直肢的一部分寬度（一般），拼接角鋼這部分削弱，可以靠節(jié)點板來補(bǔ)償。接頭一邊的焊縫長度按弦桿內(nèi)力計算。設(shè)焊