鋼結(jié)構(gòu)人字屋架24米跨課程設計

1、 鋼結(jié)構(gòu)課程設計24m簡支人字形屋架設計學 院：貴州大學明德院專 業(yè)： 土 木 工 程 班 級： 建工 學 號：學生姓名：指導教師：2017年12月目錄一、設計資料2二、屋架尺寸，支撐布置2圖13三、 荷載、內(nèi)力計算及內(nèi)力組合41）永久荷載（水平投影面）4圖26四、 桿件截面選擇62）下弦。下弦也不改變截面，按最大內(nèi)力計算。73）斜腹桿。7屋架桿件截面115、節(jié)點設計12五、人字形屋架施工圖見（圖下圖）19一、設計資料已知條件：屋架跨度為24米，柱距為6米，屋面坡度為1：10，屋架間距為12m，廠房長度為96m，屋架鉸支于鋼筋混凝土柱上，上柱截面為300mm300mm，混凝土強度等級為C20。

2、屋面采用長尺寸壓型鋼板，軋制H型鋼檁條，水平間距為5m。地面粗糙度可為B類，基本風壓為0.3kN/,屋面離地面高度約為20m，雪荷載為0.2kN/。鋼材采用Q235-B焊條為E43型。桿件容許長細比：屋架壓桿=150，屋架拉桿=350。二、屋架尺寸，支撐布置LO=L-300=27000-300=26700mm，端部及中部高度均取作1800mm。屋架桿件幾何長度及支撐布置見下圖1、圖2。圖1圖2 3、 荷載、內(nèi)力計算及內(nèi)力組合1）永久荷載（水平投影面）壓型鋼板自重=0.151/檁條自重(約為0.5KN/m)0.1KN/屋架及支撐自重l=KN/則恒載為22)因屋架受荷水平投影面積超過60，故屋面均

3、布活荷載取為（水平投影面）0.30KN/，小于雪荷載，故應考慮雪荷載，。3)風荷載高度變化系數(shù)為1.25, 屋面迎風面為-0.6，背風面為-0.5,所以負風壓的設計（垂直于屋面）為迎風面 10.45=-0.473KN/背風面 20.45=-0.394KN/1和2垂直于水平面的分力已略超過或接近于荷載分項系數(shù)取1.0時的永久荷載，幫受拉桿件在永久荷載與風荷載聯(lián)合作用下將受壓，但此壓力很小，這里不計算風荷載產(chǎn)生的內(nèi)力，只將所有拉桿的長細比控制在250以內(nèi)。4）上弦節(jié)點集中荷載的設計值由可變荷載效應控制的組合為:(0.4+0.5)55)內(nèi)力計算?？缍戎醒朊總?cè)各兩根腹桿按壓桿控制其長細比，不考慮半跨荷

4、載作用情況，只計算全跨滿載時的桿件內(nèi)力。因桿件較少，以數(shù)解法（截面法、節(jié)點法）求出各桿件內(nèi)力，見圖2圖24、 桿件截面選擇腹桿最大內(nèi)力N=-268.89KN，因本屋架最大內(nèi)力所在節(jié)點無豎腹桿又無加勁肋加強，應將最大壓力乘以1.25(N=-336.11KN)，查Q235剛單壁式焊接屋架節(jié)點板厚度選用表,選用中間節(jié)點板厚度t=10mm。1）上弦。整個上弦不改變截面，按最大內(nèi)力計算。Nmax=kN，=4cm。選用TM1953001016，A=68.35，=5.03cm，=7.26cm，=3.4cm。=7=150=150=其中：（）（）由查得 2）下弦。下弦也不改變截面，按最大內(nèi)力計算。選用TW125

5、250914，。3）斜腹桿。桿件a-2： N=+kN,選用275506(長肢相并)，。填放板放兩塊，。桿件b-2: N=-268.89kN,。選用2907，。因為:所以填板放兩塊，。桿件b-3： N=+146.40kN,， 選用2505，。,填板放兩塊，。桿件c-3： N=-kN,。 選用2635，。, 填板放兩塊，。桿件c-4： N=+48.80kN,。 選用2505，。, 填板放兩塊，。桿件d-4： N=-kN,，。 選用2635，。填板放兩塊，。具體桿件截面見下表。連接垂直支撐中央豎桿采用十字形截面，其斜平面計算長度。屋架桿件截面桿件名稱桿件號內(nèi)力設計值（kN）計算長度（m）選用截面截面

6、面積A（）桿件受力類型長細比計算應力（mpa）容許長細比桿件端部的角鋼肢背和肢尖焊縫(mm)填板數(shù)(每節(jié)間)上弦桿a-b-TM1953001016壓桿150-2b-c-c-d-下弦桿1-20TW125250914拉桿-350-12-33-44-5斜腹桿a-22.3292.32975506拉桿123-3506-1305-1002b-2-=907壓桿(74.9)1506-1805-1002b-3=505拉桿-3506-905-602c-3= 635壓桿1506-1105-603c-4= 505拉桿-1506-605-303d-4-=635壓村1506-505-303豎腹桿d-55050拉桿-200

7、6-1005-6045、節(jié)點設計由于上弦桿腹板厚度10mm，下弦桿腹板厚度9mm，故支座節(jié)點和中間節(jié)點的節(jié)點板厚度均取用10mm。（1） 下弦節(jié)點“2”如圖（1） 腹桿與節(jié)點的連接焊縫，a-2桿肢背及肢尖的焊腳尺寸取，則所需焊縫長度如下:肢背 ，取120mm肢尖 ，取70mm腹桿b-2桿肢背及肢尖的焊腳尺寸取，則所需焊縫長度如下(注意：此桿選用的截面為等邊角鋼)。肢背 ，取150mm肢尖 ，取100mm驗算下弦桿與節(jié)點板連接焊縫，內(nèi)力差，由斜腹桿焊縫決定的節(jié)點板尺寸，量得實際節(jié)點板長度是50.0cm，對接焊縫長度50.0cm（加引弧板施焊），厚度9mm。此對接焊縫承受剪力V=451.54kN,

8、彎矩kN.m。剪應力 彎曲應力 （滿足要求）（2） 上弦節(jié)點“b”如圖（2）腹桿b-2桿肢背及肢尖的焊腳尺寸取，則所需焊縫長度如下(注意：此桿選用的截面為等邊角鋼)。肢背 ，取180mm肢尖 ，取100mm腹桿b-3桿肢背及肢尖的焊腳尺寸取，則所需焊縫長度如下(注意：此桿選用的截面為等邊角鋼)。肢背 ，取100mm肢尖 ，取60mm由于上弦桿腹板較寬，經(jīng)用大樣圖核實，此節(jié)點可以將腹桿直接焊在腹板上，面不必另加節(jié)點板,上弦節(jié)點“c”的構(gòu)造與節(jié)點“b”類似。腹桿c-3桿肢背及肢尖的焊腳尺寸取，則所需焊縫長度如下(注意：此桿選用的截面為等邊角鋼).肢背 ，取110mm肢尖 ，取60mm腹桿c-4桿肢

9、背及肢尖的焊腳尺寸取，則所需焊縫長度如下(注意：此桿選用的截面為等邊角鋼).肢背 ，取40mm肢尖 ，取30mm（3） 屋脊節(jié)點“d”（拼接節(jié)點）如圖（3）腹桿d-4桿肢背及肢尖的焊腳尺寸取，則所需焊縫長度如下(注意：此桿選用的截面為等邊角鋼).肢背 ，取40mm肢尖 ，取30mm腹桿d-5桿肢背及肢尖的焊腳尺寸取，則所需焊縫長度如下(注意：此桿選用的截面為等邊角鋼).肢背 ，取90mm肢尖 ，取50mm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度連接，計算如下。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L=500mm，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“a”如圖（4）弦桿與支座節(jié)點板的對接焊縫計算，此焊縫承受剪應力(滿足要求)正應力 (滿足要求)計算底板及加勁肋等.1）底板計算支反力 ，,所需底板面積錨栓直徑取,錨栓孔直徑為，則所需底板面積按構(gòu)造要求采用底板面各，錨栓墊板采用，孔徑。底板實際應力計算如下。，查表軸心受壓構(gòu)件計算長度系數(shù)值得,則所需底板厚度按構(gòu)造取