人字形單斜式腹桿屋架鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書

1、鋼結(jié)構(gòu)基本原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書目錄TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc10666一、荷載及及內(nèi)力計(jì)計(jì)算 圖1.人字字形屋架架幾何尺尺寸圖圖2.人字字型屋架架內(nèi)力圖圖表1.人字字型屋架架軸力值值圖3.垂直直支撐1-11圖4.垂直直支撐2-22圖5.上弦弦平面支支撐圖6.下弦弦平面支支撐一、荷載及及內(nèi)力計(jì)計(jì)算（一）荷載載計(jì)算高分子卷材材防水 0.005KNN/m22 找找平層（2mm厚） 0.440 KKN/mm2 泡泡沫混凝凝土保溫溫層（8cm厚） 00.500 KNN/m22 預(yù)預(yù)應(yīng)力混混凝土大大型屋面面板 1.40 KN/m2 軋軋制H型鋼檁檁條 00.1225KN

2、N/m22 恒載載總和 2.4475KKN/mm2 雪荷荷載 00.500 KNN/m22 積積灰荷載載 0.330 KKN/mm2可變荷載總總和 0.880 KKN/mm2由于屋面坡坡度不大大，對(duì)荷荷載的影影響較小小，未予予考慮。風(fēng)風(fēng)荷載為為吸力，重重屋蓋可可不考慮慮。（二）荷載載組合一般考慮全全跨荷載載，對(duì)跨跨中部分分斜桿（一一般為跨跨中每側(cè)側(cè)各兩根根斜腹桿桿）可考考慮半跨跨組合，本本設(shè)計(jì)在在計(jì)算桿桿件截面面時(shí)，將將這些腹腹桿均按按壓桿控控制長細(xì)細(xì)比，不不必考慮慮半跨荷荷載作用用情況，只只計(jì)算全全跨滿載載時(shí)的桿桿件內(nèi)力力。節(jié)點(diǎn)荷載：組合一（可可變荷載載效應(yīng)控控制的組組合）：Fd=(11.2

3、2.4475+1.440.5+1.40.90.3)49=1388.1668KNN 組組合二（永永久荷載載效應(yīng)控控制的組組合）：Fd=(11.3552.4755+1.400.70.5+1.440.990.3)49=1511.533KN因此，節(jié)點(diǎn)點(diǎn)荷載取取1511.533KN.（三）內(nèi)力力計(jì)算用圖解法或或數(shù)解法法均可計(jì)計(jì)算出全全跨荷載載作用下下，屋架架的桿件件內(nèi)力。其其內(nèi)力設(shè)設(shè)計(jì)值見見圖。二、桿件截截面選擇擇腹桿最大軸軸力為-5663.116KNN，查表表可知，選選用支座座節(jié)點(diǎn)板板厚t=14mmm,中間節(jié)節(jié)點(diǎn)板厚厚可為tt=12mmm。（一）上弦弦桿截面面設(shè)計(jì)整個(gè)上弦不不改變截截面，按按最大內(nèi)內(nèi)力

4、計(jì)算算。Nmaxx=-12265.88KKN設(shè)，查Q2235鋼的穩(wěn)穩(wěn)定系數(shù)數(shù)表，可可得（由由雙角鋼鋼組成的的T形和十十字形截截面均屬屬于b類），則則需要的的截面積積為根據(jù)需要AA，查角鋼鋼規(guī)格表表，選用用，肢背背間距a=112mmm，則： ，按所選角鋼鋼進(jìn)行驗(yàn)驗(yàn)算：則=72.17，故所選截面面滿足要要求。（二）下弦弦桿截面面設(shè)計(jì)也不改變截截面，按按最大內(nèi)內(nèi)力計(jì)算算。Nmaxx=13442.002KNN所需截面積積為：選用，因，故用用不等肢肢角鋼，短短肢相并并， ，.符合要求 填板每節(jié)節(jié)間放兩兩塊，斜腹桿截面面設(shè)計(jì)選取最大內(nèi)內(nèi)力 Nmaxx=-5663.116KNN設(shè)，查Q2235鋼的穩(wěn)穩(wěn)定系數(shù)

5、數(shù)表，可可得， 則需要要的截面面積為根據(jù)需要AA，查角鋼鋼規(guī)格表表，選用用，肢背背間距a=112mmm，則： ，350，則=799.2，則： ， 符符合要求求 填板每每節(jié)間放放兩塊 中間豎桿截截面設(shè)計(jì)計(jì)N=2677.077KN，lox=2000cm，loy=2000cm。設(shè)，查Q2235鋼的穩(wěn)穩(wěn)定系數(shù)數(shù)表，可可得，則則需要的的截面積積為根據(jù)需要AA，查角鋼鋼規(guī)格表表，選用用，肢背背間距a=112mmm，則： ，則=811.977，則符合要求 填板每每節(jié)間放放三塊 略大于于，仍然然夠用支座豎桿N=-5330.336KNNcm設(shè)，查Q2235鋼的穩(wěn)穩(wěn)定系數(shù)數(shù)表，可可得，則則需要的的截面積積為: 根

6、據(jù)據(jù)需要A，查角鋼鋼規(guī)格表表，選用用，肢背背間距a=112mmm，則：，,則=666，則,符合要求求三、檁條的的布置和和驗(yàn)算檁條受力的的水平投投影面積積49=336，未未超過60，屋屋面活荷荷載為0.88kn/。檁條線荷載載為：=1.444.022+0.5+00.844=9.3288KN/mq=1.22（1.444.002+00.5）+1.40.84=11.83KKN/mm=q=111.83311.77KKN/mm彎矩設(shè)計(jì)值值：KN/m選用HW2250*2500*9*14其中，自重0.772KNN/m.驗(yàn)算強(qiáng)度：為使屋面平平整，檁檁條垂直直于屋面面方向的的撓度不不能超過過其允許許值.四、節(jié)點(diǎn)設(shè)

7、設(shè)計(jì)用E43焊焊條時(shí)，角角焊縫的的抗拉、抗抗壓和抗抗剪強(qiáng)度度設(shè)計(jì)值值 ，各桿桿件內(nèi)力力由圖1查得，最最小焊縫縫長度不不應(yīng)小于于,節(jié)點(diǎn)板板厚度為為10ccm。（一）下弦弦節(jié)點(diǎn)221、斜桿22-166與節(jié)點(diǎn)點(diǎn)的連接接焊縫計(jì)計(jì)算 N=4990.99k，設(shè)肢肢背與肢肢尖的焊焊角尺寸寸分別為為和。所需需焊縫長長 度為：肢背： ，取取2000mm肢尖：，取取1400mm2、斜桿22-155與節(jié)點(diǎn)點(diǎn)的連接接焊縫計(jì)計(jì)算N=-5663.116k，設(shè)肢肢背與肢肢尖的焊焊角尺寸寸分別為為和。所需需焊縫長長 度為肢背： ，取取2300mm肢尖： ，取取1600mm3、下弦桿桿與節(jié)點(diǎn)點(diǎn)板連接接焊縫計(jì)計(jì)算 焊縫縫受力為為

8、左右下下弦桿的的內(nèi)力差差由斜腹腹桿焊縫縫決定的的節(jié)點(diǎn)板板尺寸，量量得實(shí)際際節(jié)點(diǎn)板板長度為為90cmm，肢背背及肢尖尖焊腳尺尺寸均取取為8mm，則則計(jì)算長長度lw=89.4cmm。肢背背焊縫應(yīng)應(yīng)力為: 肢背： +166=2888.66mm，取3000mm 肢尖： +166=1552.33mm，取1600mm圖7.節(jié)點(diǎn)點(diǎn)2上弦節(jié)點(diǎn)1151、斜桿22-155與節(jié)點(diǎn)點(diǎn)板連接接焊縫計(jì)計(jì)算 N=-5663.116k，設(shè)肢肢背與肢肢尖的焊焊角尺寸寸分別為為和。所需需焊縫長長 度為肢背： ，取取2300mm肢尖： ，取取1600mm2、斜桿33-155與節(jié)點(diǎn)點(diǎn)板連接接焊縫計(jì)計(jì)算N=3055.799kN，設(shè)肢肢

9、背與與與肢尖的的焊腳尺尺寸分別別為和。所需 焊縫長長度為：肢背： ，取取1300mm 肢尖尖： ，取90mmm3、上弦桿桿與節(jié)點(diǎn)點(diǎn)板連接接焊縫計(jì)計(jì)算 為了便便于在上上弦上擱擱置大型型屋面板板，上弦弦節(jié)點(diǎn)板板的上邊邊緣可縮縮進(jìn)上弦弦肢背7mm。用槽槽焊縫將將上弦角角鋼和節(jié)節(jié)點(diǎn)板連連接起來來。由腹腹桿焊縫縫決定的的節(jié)點(diǎn)板板的尺寸寸，實(shí)際際測的節(jié)節(jié)點(diǎn)板長長度為76ccm. 假定集集中荷載載F由槽焊焊縫承受受，F(xiàn)=1151.53kkN，焊腳腳尺寸為為7mm，上弦桿肢尖尖焊縫受受力為左左右上弦弦桿的內(nèi)內(nèi)力差，偏偏心距e=116-22.513.5，偏心心力矩MM=Ne=6099.144133.5=8222

10、3.339KNNcm，采采用hf2=8mmm，lw2=74cmm，則 對(duì)N： 對(duì)M：此方案滿足足條件，不不需要采采用節(jié)點(diǎn)點(diǎn)板伸出出的方案案。圖8.節(jié)點(diǎn)點(diǎn)15（三）屋架架端部支支座節(jié)點(diǎn)點(diǎn)為便于施焊焊，下弦弦角鋼水水平肢的的底面與與支座底底板的距距離一般般不小于于下弦伸伸出肢的的寬度，故故可取為為1200mm。在節(jié)節(jié)點(diǎn)中心心線上設(shè)設(shè)置加勁勁肋，加加勁肋的的高度與與節(jié)點(diǎn)板板的高度度相同，厚厚度同中中間節(jié)點(diǎn)點(diǎn)板為12mmm。1、支座底底板計(jì)算算支座反力2、腹桿桿桿端焊縫縫計(jì)算BF桿由前前面計(jì)算算結(jié)果取取肢背及及肢尖角角焊縫尺尺寸分別別為：mmm，mm, 。3、底板計(jì)計(jì)算支反力Rdd=4544.599K

11、N，fc=9.66N/mmm2，所需需底板凈凈面積：取錨栓直徑徑d=224mm，錨錨栓孔直直徑為50mmm，則所所需底板板面積為為：按構(gòu)造要求求采用底底板面積積為ab=22828=78445233.2ccm2，底板板凈面積積為：底板實(shí)際應(yīng)應(yīng)力為：，查表得，則所需底板厚厚度 取20mmm 底板尺寸寸為28002002880。 圖9.節(jié)點(diǎn)點(diǎn)1圖10.底底板尺寸寸4、加勁肋肋與節(jié)點(diǎn)點(diǎn)板連接接焊縫計(jì)計(jì)算一個(gè)加勁肋肋的連接接焊縫所所承受的的內(nèi)力為為，加勁勁肋高度度與節(jié)點(diǎn)點(diǎn)板同高高，厚度度取與中中間節(jié)點(diǎn)點(diǎn)板相同同為12mmm。采用用hf=8mm，驗(yàn)驗(yàn)算焊縫縫應(yīng)力對(duì)V：對(duì)M： 5、節(jié)點(diǎn)板板、加勁勁肋與底底板的連連接焊縫縫計(jì)算設(shè)底板連接接焊縫傳傳遞全部部支座反反力R=4454.59KKN取hf=88mm，實(shí)實(shí)際焊縫縫