鋼屋架課程設(shè)計(jì)講稿12-13(1)

1、鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)資料一、設(shè)計(jì)資料 本設(shè)計(jì)針對(duì)某廠加工車間的屋蓋，主要進(jìn)行屋蓋中鋼屋架本設(shè)計(jì)針對(duì)某廠加工車間的屋蓋，主要進(jìn)行屋蓋中鋼屋架的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)條件為：冬季計(jì)算溫度高于的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)條件為：冬季計(jì)算溫度高于20 ，房屋內(nèi)無(wú)房屋內(nèi)無(wú)吊車，車間總長(zhǎng)吊車，車間總長(zhǎng)60m 。屋架鉸支于鋼筋混凝土柱。屋架鉸支于鋼筋混凝土柱，且柱網(wǎng)采，且柱網(wǎng)采用封閉結(jié)合用封閉結(jié)合 ；柱距：；柱距：6米；米； 混凝土強(qiáng)度：混凝土強(qiáng)度：C20；上柱截面尺寸；上柱截面尺寸400 mm400mm。 屋面做法屋面做法：（按設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)填寫(xiě)）：（按設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)填寫(xiě)） 二、屋架外形二、屋架外形 根據(jù)所給資料，選屋架，其

2、外形如下圖所示。根據(jù)所給資料，選屋架，其外形如下圖所示。 150135028501800030003000端高根據(jù)任務(wù)書(shū)中端高、屋面坡度計(jì)算各桿件幾何長(zhǎng)度。根據(jù)任務(wù)書(shū)中端高、屋面坡度計(jì)算各桿件幾何長(zhǎng)度。三、材料選擇三、材料選擇 鋼材：鋼材：Q235B焊條：焊條：E43型，手工焊型，手工焊四、支撐布置四、支撐布置 1、上弦橫向支撐、上弦橫向支撐2、下弦橫向水平支撐、下弦橫向水平支撐 3、下弦縱向水平支撐、下弦縱向水平支撐 4、垂直、垂直(豎向豎向)支撐支撐 5、系桿、系桿 1. 1.上弦橫向水平支撐上弦橫向水平支撐（必必需需設(shè)置設(shè)置） 設(shè)置位置：設(shè)置位置：在房屋的兩端，一般設(shè)在第一個(gè)在房屋的兩端

3、，一般設(shè)在第一個(gè)柱間或設(shè)在第二個(gè)柱間，間距柱間或設(shè)在第二個(gè)柱間，間距L L0 060m60m。注意注意：（1 1）支撐連接點(diǎn)一定在上弦桿節(jié)點(diǎn)上，禁止位于桿件上。）支撐連接點(diǎn)一定在上弦桿節(jié)點(diǎn)上，禁止位于桿件上。（2 2）支撐桿件與上弦桿件夾角：）支撐桿件與上弦桿件夾角：3 35 5665 5。（3 3）設(shè)置在第二柱間時(shí)，第一柱間必須設(shè)置相應(yīng)的剛性系桿。）設(shè)置在第二柱間時(shí)，第一柱間必須設(shè)置相應(yīng)的剛性系桿。 2.2.下弦橫向水平支撐下弦橫向水平支撐以下情況必設(shè)置以下情況必設(shè)置：（1 1）當(dāng)跨度當(dāng)跨度L18mL18m；（2 2）設(shè)有懸掛式吊車起重量大于）設(shè)有懸掛式吊車起重量大于5 5噸；噸；（3 3）

4、廠房?jī)?nèi)設(shè)有較大的振動(dòng)設(shè)備。）廠房?jī)?nèi)設(shè)有較大的振動(dòng)設(shè)備。設(shè)置位置：設(shè)置位置：與上弦橫向水平支撐布置在同一柱間。與上弦橫向水平支撐布置在同一柱間。注意事項(xiàng)與同上弦橫向水平支撐注意事項(xiàng)與同上弦橫向水平支撐 3. 3.縱向水平支撐縱向水平支撐為節(jié)省鋼材，在下列情況設(shè)置：為節(jié)省鋼材，在下列情況設(shè)置：（1 1）廠房?jī)?nèi)設(shè)有托架，或有較大噸位的重級(jí)、中級(jí)工作制的橋式吊車；）廠房?jī)?nèi)設(shè)有托架，或有較大噸位的重級(jí)、中級(jí)工作制的橋式吊車；（2 2）有壁行吊車，或有鍛錘等大型振動(dòng)設(shè)備；）有壁行吊車，或有鍛錘等大型振動(dòng)設(shè)備；（3 3）當(dāng)房屋較高，跨度較大，）當(dāng)房屋較高，跨度較大，空間剛度要求高空間剛度要求高。設(shè)置位置：屋

5、架下弦端節(jié)間。設(shè)置位置：屋架下弦端節(jié)間。注意：可不設(shè)置。注意：可不設(shè)置。 4.4.垂直支撐垂直支撐（必需設(shè)置）設(shè)置位置：（1）跨度中央、兩端還應(yīng)各設(shè)置一道。（2）垂直支撐與橫向水平支撐布置在同一柱間。注意：（1）可設(shè)置成“V”“W”“X”等。見(jiàn)下頁(yè)圖。（2）支撐桿件與水平線夾角：30306060為宜。為宜。 5. 5.系桿系桿 設(shè)置位置：設(shè)置位置：（1 1）在垂直支撐的平面內(nèi)一般設(shè)置上下弦系桿。）在垂直支撐的平面內(nèi)一般設(shè)置上下弦系桿。（2 2）屋脊節(jié)點(diǎn)及主要支承節(jié)點(diǎn)處需設(shè)置剛性系桿。）屋脊節(jié)點(diǎn)及主要支承節(jié)點(diǎn)處需設(shè)置剛性系桿。（3 3）當(dāng)屋架橫向支撐設(shè)在端部第二柱間時(shí)，第一柱間所有系桿均應(yīng)為剛）

6、當(dāng)屋架橫向支撐設(shè)在端部第二柱間時(shí)，第一柱間所有系桿均應(yīng)為剛性系桿。性系桿。（4 4）本設(shè)計(jì)采用無(wú)檁體系，上弦屋脊處設(shè)置剛性系桿，兩端設(shè)置柔性系）本設(shè)計(jì)采用無(wú)檁體系，上弦屋脊處設(shè)置剛性系桿，兩端設(shè)置柔性系桿。桿。（5 5）下弦屋脊處設(shè)置柔性系桿，兩端支座處設(shè)置剛性系桿。）下弦屋脊處設(shè)置柔性系桿，兩端支座處設(shè)置剛性系桿。五、桿件內(nèi)力五、桿件內(nèi)力 1.1.節(jié)點(diǎn)荷載計(jì)算節(jié)點(diǎn)荷載計(jì)算荷載計(jì)算時(shí)注意：荷載計(jì)算時(shí)注意：（1 1）將沿屋面坡度分布的均布）將沿屋面坡度分布的均布荷載轉(zhuǎn)換為沿水平分布的荷載；荷載轉(zhuǎn)換為沿水平分布的荷載；水平方向均布荷載水平方向均布荷載= =屋面均布荷載屋面均布荷載/cos/cos（

7、2 2）雪荷載和活荷載取較大值。）雪荷載和活荷載取較大值。節(jié)點(diǎn)荷載節(jié)點(diǎn)荷載2.2.內(nèi)力系數(shù)計(jì)算內(nèi)力系數(shù)計(jì)算荷載組合：荷載組合： 永久荷載永久荷載+ +可變荷載可變荷載 永久荷載永久荷載+ +半跨可變荷載半跨可變荷載（跨中附近腹桿）（跨中附近腹桿） 屋架、支撐和天窗架自重屋架、支撐和天窗架自重+ +半跨屋面板重半跨屋面板重+ +半半跨屋面活荷載跨屋面活荷載3.3.桿件內(nèi)力計(jì)算桿件內(nèi)力計(jì)算注：上表只是示意，可根據(jù)情況適當(dāng)增減行、列。六、桿件設(shè)計(jì)六、桿件設(shè)計(jì)1.1.桿件計(jì)算長(zhǎng)度桿件計(jì)算長(zhǎng)度2.2.桿件截面形式桿件截面形式上、下弦桿端斜桿豎桿、其他斜腹桿中豎桿 根據(jù)腹桿最大內(nèi)力，查根據(jù)腹桿最大內(nèi)力，查

8、下表確定支座下表確定支座節(jié)點(diǎn)板厚度，節(jié)點(diǎn)板厚度，中間中間節(jié)點(diǎn)板厚比節(jié)點(diǎn)板厚比中間節(jié)點(diǎn)板厚中間節(jié)點(diǎn)板厚2mm。3.3.屋架節(jié)點(diǎn)板厚度屋架節(jié)點(diǎn)板厚度 作用：保證兩角鋼共同工作。作用：保證兩角鋼共同工作。 間距：壓桿間距：壓桿 拉桿拉桿 數(shù)量：不小于數(shù)量：不小于2 2個(gè)。個(gè)。ilz40ilz804.4.屋架桿件中的填板屋架桿件中的填板（1 1）上弦桿）上弦桿整個(gè)上弦桿采用等截面，按最大內(nèi)力計(jì)算。整個(gè)上弦桿采用等截面，按最大內(nèi)力計(jì)算。1）計(jì)算長(zhǎng)度：）計(jì)算長(zhǎng)度： ，2）假定）假定 ，初選截面，兩不等邊角鋼短肢相并。，初選截面，兩不等邊角鋼短肢相并。3）截面驗(yàn)算）截面驗(yàn)算。注意注意y軸的換算長(zhǎng)細(xì)比，具體方

9、法見(jiàn)軸的換算長(zhǎng)細(xì)比，具體方法見(jiàn)下頁(yè)。下頁(yè)。 4）墊板設(shè)置：間距）墊板設(shè)置：間距40i llx0lly20（兩塊屋面板寬度）80,70,60,505.5.各桿件計(jì)算各桿件計(jì)算T形截面繞對(duì)稱軸換算長(zhǎng)細(xì)比形截面繞對(duì)稱軸換算長(zhǎng)細(xì)比yz教材P132： ： 其他情況：10156. 0bltbyyyz4122017 .5217 . 3btltbyyz（2 2）下弦桿）下弦桿整個(gè)下弦桿采用等截面，按最大內(nèi)力計(jì)算。整個(gè)下弦桿采用等截面，按最大內(nèi)力計(jì)算。1）計(jì)算長(zhǎng)度：）計(jì)算長(zhǎng)度： ，2）假定）假定 ，初選截面，兩不等邊角鋼短肢相并。，初選截面，兩不等邊角鋼短肢相并。3）截面驗(yàn)算）截面驗(yàn)算 強(qiáng)度強(qiáng)度 長(zhǎng)細(xì)比長(zhǎng)細(xì)比

10、4）墊板設(shè)置：間距）墊板設(shè)置：間距80i llx010lly120,100（下弦側(cè)向支撐間距）（3 3）端斜桿）端斜桿1 1）計(jì)算長(zhǎng)度：）計(jì)算長(zhǎng)度：截面形式選不等邊角鋼長(zhǎng)邊相并截面形式選不等邊角鋼長(zhǎng)邊相并其它步驟同上弦桿其它步驟同上弦桿lllyx00（4 4）一般斜腹桿）一般斜腹桿1 1）計(jì)算長(zhǎng)度：）計(jì)算長(zhǎng)度： ，截面形式選等邊角鋼并成截面形式選等邊角鋼并成T形截面形截面其它步驟壓力同上弦桿，拉力同下弦桿。其它步驟壓力同上弦桿，拉力同下弦桿。llx8 . 00lly0（5 5）一般豎桿）一般豎桿1 1）計(jì)算長(zhǎng)度：）計(jì)算長(zhǎng)度： ，截面形式選等邊角鋼并成截面形式選等邊角鋼并成T形截面形截面其它步驟

11、壓力同上弦桿，拉力同下弦桿。其它步驟壓力同上弦桿，拉力同下弦桿。llx8 . 00lly0（6 6）中豎桿）中豎桿1 1）計(jì)算長(zhǎng)度：）計(jì)算長(zhǎng)度： 截面形式選等邊角鋼并成十字形截面截面形式選等邊角鋼并成十字形截面其它步驟壓力同上弦桿，拉力同下弦桿。其它步驟壓力同上弦桿，拉力同下弦桿。ll9 . 00（7 7）其它桿件）其它桿件列屋架桿件截面選擇表列屋架桿件截面選擇表，見(jiàn)下頁(yè)。，見(jiàn)下頁(yè)。注意截面選擇的原則：注意截面選擇的原則：1.1.角鋼規(guī)格不應(yīng)多于角鋼規(guī)格不應(yīng)多于5 5種。種。2.2.最小角鋼最小角鋼L4L454,5654,5636364 4屋架桿件截面選擇表屋架桿件截面選擇表七、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)七、節(jié)

12、點(diǎn)設(shè)計(jì) 1.上弦中央拼接節(jié)點(diǎn)上弦中央拼接節(jié)點(diǎn)2.下弦中央拼接節(jié)點(diǎn)下弦中央拼接節(jié)點(diǎn)3.一般節(jié)點(diǎn)一般節(jié)點(diǎn)4.端支座節(jié)點(diǎn)端支座節(jié)點(diǎn)1.1.上弦跨中拼接節(jié)點(diǎn)上弦跨中拼接節(jié)點(diǎn)（1 1）塞焊縫，荷載：屋面板集中荷載，可不做計(jì)算）塞焊縫，荷載：屋面板集中荷載，可不做計(jì)算（2 2）肢尖焊縫：荷載：）肢尖焊縫：荷載：N=0.15NN=0.15N上弦上弦；M=NM=Ne e（查附（查附型鋼表型鋼表）（3 3）求）求l lw w(4)(4)節(jié)點(diǎn)板尺寸：節(jié)點(diǎn)板尺寸：wfwfwffflhNlhM2227 . 027 . 0261022fwhll（5 5）拼接角鋼焊縫長(zhǎng)度）拼接角鋼焊縫長(zhǎng)度（6 6）拼接角鋼長(zhǎng)度）拼接角鋼

13、長(zhǎng)度wffwfhNl7 . 022上弦上弦短肢寬度屋面坡度21022aahllfw2.2.下弦跨中拼接節(jié)點(diǎn)下弦跨中拼接節(jié)點(diǎn)（1 1）下弦桿承載力：）下弦桿承載力：N Nefef=A(=A(下弦桿面積下弦桿面積) )f f（2 2）節(jié)點(diǎn)板與下弦桿焊縫：）節(jié)點(diǎn)板與下弦桿焊縫： 荷載：荷載：0.150.15N Nefef肢尖長(zhǎng)度：肢尖長(zhǎng)度：肢背長(zhǎng)度：肢背長(zhǎng)度：fwffefwhfhNKl27 . 0215. 011fwffefwhfhNKl27 . 0215. 022（3 3）拼接角鋼）拼接角鋼荷載：荷載：N Nefef焊縫長(zhǎng)度：焊縫長(zhǎng)度：拼接角鋼總長(zhǎng)度：拼接角鋼總長(zhǎng)度：wffefwfhNl22102

14、2fwhll3.3.一般節(jié)點(diǎn)一般節(jié)點(diǎn)力分配系數(shù)角鋼肢背、肢尖焊縫內(nèi)21,KK寸肢背、肢尖焊縫焊腳尺21,ffhh角焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值wff21NNN11127 . 021fwffwhfhNKl肢背焊縫：肢背焊縫：肢尖焊縫：肢尖焊縫：22227 . 022fwffwhfhNKl4.4.支座節(jié)點(diǎn)支座節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)板節(jié)點(diǎn)板加勁肋加勁肋底板底板錨栓錨栓（1 1）底板）底板凈面積：凈面積：cnfRA 螺栓采用螺栓采用2M242M24或或2M252M25，栓孔面積栓孔面積A A0 0=50=5040402+2+d d2 2底板總面積：底板總面積：0AAAn 底板厚度：按均布荷載下板的抗彎計(jì)算，將底板厚度：按均布荷載

15、下板的抗彎計(jì)算，將 基礎(chǔ)反力看成均布荷載基礎(chǔ)反力看成均布荷載q,q,底板被節(jié)點(diǎn)板和加底板被節(jié)點(diǎn)板和加 勁肋分成勁肋分成4 4塊兩相鄰邊支撐的板，其單位寬度塊兩相鄰邊支撐的板，其單位寬度 的彎矩為：的彎矩為：21qaMnARq 底板下的平均壓應(yīng)力：fMt6底板厚度：:查表（2）加勁肋焊縫）加勁肋焊縫按懸臂梁計(jì)算，固端截面的剪力按懸臂梁計(jì)算，固端截面的剪力4RV 固端截面彎矩固端截面彎矩eVM焊縫受力：焊縫受力：4RV eVMwffwffwtffflhNlhMf7 . 027 . 026)(222焊縫驗(yàn)算：焊縫驗(yàn)算：（3 3）支座節(jié)點(diǎn)板、加勁肋與支座底板的水平焊縫：）支座節(jié)點(diǎn)板、加勁肋與支座底板的

16、水平焊縫： 傳遞全部反力傳遞全部反力R R。wfwffflhR7 . 0wl節(jié)點(diǎn)板、加勁肋與水平焊縫總長(zhǎng)度節(jié)點(diǎn)板、加勁肋與水平焊縫總長(zhǎng)度八、繪圖1 1、圖紙、圖紙2#2#或或2#2#加長(zhǎng)。作圖比例：軸線：加長(zhǎng)。作圖比例：軸線：1 1：30 30 節(jié)點(diǎn)：節(jié)點(diǎn)：1 1：15 15 。 2 2、內(nèi)容：屋架控制內(nèi)力及桿件尺寸圖（位于圖左上部，比例、內(nèi)容：屋架控制內(nèi)力及桿件尺寸圖（位于圖左上部，比例1 1：100 100 ），屋架正面圖（畫(huà)對(duì)稱的半榀），上、下弦桿俯視圖，必），屋架正面圖（畫(huà)對(duì)稱的半榀），上、下弦桿俯視圖，必要的剖面圖（端豎桿、中豎桿、垂直支撐連接（本設(shè)計(jì)可能沒(méi)有要的剖面圖（端豎桿、中豎桿、垂直支撐連接（本設(shè)計(jì)可能沒(méi)有設(shè)置），屋架支座詳圖及零件詳圖，施工圖說(shuō)明。設(shè)置），屋架支座詳圖及零件詳圖，施工圖說(shuō)明。3 3、作圖要求：用鉛筆繪制，圖面布置合理，文字規(guī)范，線條清晰，、作圖要求：用鉛筆繪制，圖面布置合理，文字規(guī)范，線條清晰，符合制圖標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到施工圖要求。符合