建筑施工 跨度24m 屋架施工設(shè)計 18P

一、設(shè)計資料廠房總長90ｍ，跨度根據(jù)不同學(xué)號為24m。1、結(jié)構(gòu)形式：鋼筋混凝土柱，梯形鋼屋架。柱的混凝土強度等級為C30，屋面坡度為i=1:10；L為屋架跨度。地區(qū)計算溫度高于—20℃，無侵蝕性介質(zhì)，地震設(shè)防烈度為8度，屋架下弦標(biāo)高為18ｍ；廠房內(nèi)橋式吊車為2臺150/30t（中級工作制），鍛錘為2臺５t2、屋架形式及荷載屋架形式、幾何尺寸及內(nèi)力系數(shù)（節(jié)點荷載P=1.0作用下桿件的內(nèi)力）如附表圖所示。屋架采用的鋼材、焊條為：學(xué)號為單號用Q235鋼，焊條為E43型。3、屋蓋結(jié)構(gòu)及荷載采用無檁體系。用1.5×6.0預(yù)應(yīng)力混凝土屋板。荷載：①屋架及支撐自重：按經(jīng)驗公式q=0.12+0.11L，L為屋架跨度，以m為單位，q為屋架及支撐自重，以KN/m2為單位；②屋面活荷載：施工活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為0.7KN/m2，雪荷載的基本雪壓標(biāo)準(zhǔn)值為=0.35KN/m2，施工活荷載標(biāo)準(zhǔn)值與雪荷載不同時考慮，而是取兩者的較大值；積灰荷載根據(jù)不同學(xué)號按附表?。?.7KN/m2；③屋面?zhèn)€構(gòu)造層的荷載標(biāo)準(zhǔn)值：三氈四油（上鋪綠豆沙）防水層0.4KN/m2水泥砂漿找平層0.4KN/m2保溫層0.5KN/m2一氈二油隔氣層0.05KN/m2水泥砂漿找平層0.3KN/m2預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板1.45KN/m2二、屋架形式和幾何尺寸屋面材料為大型屋面板，故采用無檁體系平破梯形屋架。屋面坡度i=1/10；屋架計算跨度L0＝24000－300＝23700mm；端部高度取H=1990mm，跨中高度取3190mm，下端起拱屋架幾何尺寸如圖1所示：g.24米跨屋架幾何尺寸h.24米i.24米跨屋架半跨單位荷載作用下各桿件的內(nèi)力值支撐布置：由于房屋長度有90米四、屋架節(jié)點荷載屋面坡度較小，故對所有荷載均按水平投影面計算：荷載計算表表1荷載名稱標(biāo)準(zhǔn)值（kN/m2）設(shè)計值（kN/m2）預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板1.451.451.35=1.958三氈四油（上鋪綠豆沙）防水層0.40.41.35=0.54水泥砂漿找平層0.40.41.35=0.54保溫層0.50.51.35=0.675一氈二油隔氣層0.050.051.35=0.068找平層0.30.31.35=0.405屋架和支撐自重q=0.12+0.011L=0.3840.3841.35=0.518永久荷載總和3.4844.704屋面活荷載0.70.71.4=0.98積灰荷載0.90.91.4=1.26可變荷載總和1.62.24計算屋架時考慮下列三種荷載組合情況1)滿載（全跨永久荷載加全跨可變荷載）F＝（4.704+2.24）×1.5×6＝62.496kN2)全跨永久荷載F1=4.704×1.5×6＝42.336kN半垮節(jié)點可變荷載F2＝2.24×1.5×6＝20.16kN3)全跨屋架和支撐自重、半跨屋面板荷載、半跨活荷載全跨節(jié)點屋架自重：F3=0.518×1.5×6＝4.662KN半跨屋面板自重及半跨活荷載F4＝（1.958+1.12）×1.5×6＝27.702KN五﹑屋架桿件內(nèi)力計算表2屋架桿件內(nèi)力組合表桿件名稱內(nèi)力系數(shù)（F=1）第一種組合F×①第二種組合第二種組合桿件計算內(nèi)力（kN）全跨左半跨右半跨F1×①+F2×②F1×①+F2×③F3×①+F4×②F3×①+F4×③①②③上弦桿AB0.0000.0000.0000.000.000.000.000.000.000BC;CD-8.72-6.25-2.47-544.97-495.17-418.97-213.79-109.08-544.97DE;EF-13.53-9.04-4.49-845.57-755.05-663.32-313.50-187.46-845.57FG;GH-15.26-9.17-6.09-953.69-830.91-768.82-325.17-239.85-953.69HI-14.71-7.38-7.38-919.32-771.54-771.54-273.02-273.02-919.32下弦桿ac4.733.481.25295.61270.41225.45118.4556.68295.61ce11.538.03.53720.58649.41559.30275.37151.54720.58eg14.659.345.31915.57808.52727.27327.03215.40915.57gi15.178.446.73948.06812.39777.91304.53257.16948.06斜腹桿aB-8.87-6.53-2.34-554.34-507.17-422.69-222.25-106.17-554.34Bc6.884.76-2.12429.97387.23248.53163.94-26.65429.97cD-5.44-3.14-2.02-339.98-293.61-271.03-112.35-81.32-339.98De3.701.901.80231.24194.95192.9369.8867.11231.24eF-2.460.71-1.75-153.74-89.83-139.438.20-59.95-153.74Fg1.11-0.451.5669.3737.9278.44-7.2948.3978.44gH0.021.55-1.531.2532.09-30.0043.03-42.29-42.29Hi-1.08-2.471.39-67.50-95.52-17.70-73.4633.47-95.52豎桿Aa-0.5-0.50-31.25-31.25-21.17-16.18-2.33-31.25Cc-1.0-1.00-62.50-62.50-42.34-32.36-4.66-62.50Ee-1.0-1.00-62.50-62.50-42.34-32.36-4.66-62.50Gg-1.0-1.00-62.50-62.50-42.34-32.36-4.66-62.50Ii00.970.970.0019.5619.5626.8726.8726.87六、桿件界面設(shè)計上弦桿整個上弦不改變截面，按最大內(nèi)力計算：Nmax=-953.69KN，l0x=150.8cm，l0y=300.0cm(取兩塊大型屋面板的寬度之和為橫向支撐間距，即l0y；取每個上弦桿的長度為l0x)。2l0x≈l0y，故截面應(yīng)選擇不等邊角鋼截面。假定λ=60，則=0.807，Areq=N/f=554300/（0.807×215）=3194.72mm2i=lox/λ=1508/60=25.13mmi=l/＝3000/60＝50mm由附表7.6選2L125×80×10，短肢相并，肢背間距a=10A=2×19.7×100=3940mm2、ix=22.6mm、iy=61.1mm截面驗算：＝l/i＝1508/22.6=79.87<［］＝150(滿足) ＝l/i=3000/61.1=49.10<［］＝150(滿足)b/t=125/10=12.5＜0.58×3000/125=13.92所以近似取==49.10＜=79.87，==79.87查表4.2得＝0.688由N/A=554300/(0.688×3940)＝204.48N/<215(滿足)故上弦桿采用2L125×80×10短肢相并，如下圖：下弦桿整個下弦桿采用等截面，按最大內(nèi)力N=948.06KN計算l＝300cml=1800/2=1200cm由附表7.6選2L125×80×12短肢相并a=10A＝2×23.4＝46.8cm，i＝2.24cm，i＝6.16cm=948060/4680=202.58N/<215(滿足)＝l/i＝300/2.24=133.93<［］＝350(滿足)＝l/i=1200/6.16=194.81<［］＝350(滿足)故下弦桿采用2L125×80×12短肢相并，如下圖：斜腹桿gH按壓桿計算：N=-42.29KN，l0x=0.8×339.6=271.68cm，l0y=339.6cm，選用截面2L63×6a=10截面幾何特性：幾何面積：A=14.58cm2回轉(zhuǎn)半徑：ix=1.93cm，iy=2.98cm長細(xì)比：b/t=63/6=10.5＜0.58×339.6/6.3=31.3故，因>，只需求，查表得=0.342則=42290/0.342×1458=84.81N/<215(滿足)按拉桿計算：N=43.03KN=43030/1458=29.52（滿足）所以采用等肢角鋼2L63×6，如下圖所示腹桿aBN=-554.3KN，l0x=0.8l=0.8×2535=2028mm，l0y=2535mm選用截面2L90×12a=10截面幾何特性：幾何面積：A=40.62cm2回轉(zhuǎn)半徑：ix=2.71cm，iy=4.17cm長細(xì)比：b/t=90/12=7.5＜0.58×253.5/9=16.3故，因>，只需求，查表得=0.722則=554300/0.722×4062=189N/<215(滿足)所以選擇截面為2L90×12的等肢角鋼，肢背間距為a=10mm，如下圖：腹桿BcN=429.97KN，l0x=0.8×260.8=208.6cm，l0y=260.8cm選用截面2L90×8a=10截面集合特性：幾何面積：A=21.28cm2回轉(zhuǎn)半徑：ix=2.79cm，iy=4.05cm長細(xì)比：承載力驗算：=429970/2128=202.05N/mm2<215(滿足)所以選擇截面為2L90×8的等肢角鋼，肢背間距為a=10mm，如下圖：其余截面選擇見下表：屋架桿件截面選用表桿件名稱桿件號內(nèi)力設(shè)計值（kN）計算長度所用截面截面積(cm2)計算應(yīng)力（N/cm2）容許長細(xì)比[λ]填板數(shù)l0x(mm)l0y(mm)上弦桿FG、GH-953.69150830002L125×80×1039.4204.48150每節(jié)間1下弦桿gi948.061500120002L125×80×1246.8202.58350每節(jié)間1腹桿aB-554.34253525352L90×1240.62189.001502Bc429.97208626082L90×827.88202.053502cD-339.98228728592L90×1240.62127.21502De231.24228728592L90×827.8882.943502eF-153.74250331292L90×1240.6262.561502Fg78.44249531192L90×827.8828.133502gH-42.29271733962L63×614.5884.811503Hi-95.52269633702L63×614.58189.91503Aa-31.25199019902L63×614.5839.991502Cc-62.50183222902L63×614.5875.471502Ee-62.50207225902L63×614.5884.381503Gg-62.50231228902L63×614.5898.091503Ii26.87289128912L63×614.5818.432003七、節(jié)點設(shè)計選用E43焊條，則焊縫的抗壓、抗拉和抗剪強度設(shè)計值為：，設(shè)計時考慮無引弧的影響。腹桿最大內(nèi)力554.3KN，查表7.4選用中間節(jié)點板厚度12mm，支座節(jié)點板厚度14mm。、上弦“B”節(jié)點（見附圖）計算腹桿的桿端焊縫。NBa=-554.34KN；NBc=429.97KN；設(shè)“Ba”桿的肢背和肢尖焊縫尺寸分別為hf=10mm和hf=8mm取190mm取120mm設(shè)“Bc”桿的肢背和肢尖焊縫尺寸分別為hf=8mm和hf=6mm取190mm取12驗算上弦桿與節(jié)點板的連接假定上弦桿的形心線至肢背的距離為30mm，上弦節(jié)點板的上邊緣縮進上弦肢背10mm，肢背采用塞焊縫。，由斜桿焊縫確定的節(jié)點板尺寸，得節(jié)點板長度是：410mm，則焊縫的計算長度為則肢背焊縫強度為：肢尖焊縫承擔(dān)上弦桿內(nèi)力差偏心力矩M=544970×95=36.41×10N/mm選擇，則則肢尖焊縫強度為：都滿足要求。下弦節(jié)點“c”NcD=-339.9KN；NBc=429.97KN；NCc=-62.50KN計算腹板與節(jié)點板的連接焊縫B-c桿肢背及肢尖焊腳尺寸分別取hf1=10mm，hf2=8mm，則所需焊縫長度（考慮起滅弧缺陷）：取160mm取100mm腹桿cD桿肢背及肢尖焊腳尺寸分別取：hf1=10mm，hf2=8mm取130mm取90mmCc桿因內(nèi)力很小，焊縫尺寸可按構(gòu)造確定為5mm。驗算下弦桿與節(jié)點板的連接 內(nèi)力差ΔN=720.58-295.61=424.97KN。由斜腹桿焊縫決定的節(jié)點板尺寸，得實際節(jié)點板長度為430mm，肢背及肢尖焊腳尺寸均取為6mm，則計算長度lw=430-12屋脊節(jié)點弦桿桿端受力不大按照構(gòu)造要求設(shè)置焊縫，取hf=5mm。弦桿與節(jié)點板連接焊縫受力不大，按構(gòu)造要求決定焊縫尺寸。上弦桿采用2L125×80×12拼接角鋼采用與上線相同的角鋼，熱彎成型，拼接角鋼除倒棱外，豎肢需切去，取，切肢后剩余高度為h-=75mm，角焊縫用hf=8mm，按軸心受壓等強度設(shè)計。拼接角鋼全截面承載力為則上弦桿件與拼接角鋼肢尖在街頭一側(cè)的焊縫長度為共有四條焊縫，認(rèn)為平均受力，每條焊縫實際長度：采用拼接角鋼半長為179+5=184mm，總長l=2184=368mm，取實際長度為2200=400mm。、支座節(jié)點“a”NAa=-31.25KN、NaB=-554.3KN、Nac=295.61腹桿焊縫設(shè)計aB肢背取190mm，hf1=10mm肢尖取120mm，hf2=8mm。Aa桿內(nèi)力較小取構(gòu)造要求，hf2=5mm，肢尖肢背取l=70mm。ac桿設(shè)肢背焊縫厚度hf1=8mm，hf2=6mm取140mm取100mm根據(jù)端斜桿和下弦桿桿端焊縫，節(jié)點板采用—390×280×12。為便于施焊。且在支座設(shè)加勁肋—140×12，高度為290mm。板底計算支座反力：R=8×62.5=500KN柱采用C30混凝土，所需板底凈面積為An=500000/14.3=349.65cm2錨栓直徑采用d=