鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)-鋼屋蓋設(shè)計(jì)任務(wù)書（梯形屋架）

鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)

鋼屋蓋設(shè)計(jì)任務(wù)書（梯形屋架）一、設(shè)計(jì)資料某車間（或廠房）跨度L，長度72m，柱距6m，屋蓋采用梯形鋼屋架，屋面材料為壓型鋼板復(fù)合板，檁條間距1.5m，屋面坡度i=1/10，屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為0.5kN/m2，當(dāng)?shù)鼗撅L(fēng)壓為0.50kN/m2，屋架簡支于鋼筋混凝土柱上，混凝土強(qiáng)度等級C30，柱截面400mm×400mm。其他設(shè)計(jì)資料如下：A、跨度編號A1A2A3L（m）212427B、永久荷載編號B1B2B3屋面永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kN/m2）0.61.21.8注：表中給出的永久荷載尚未包含屋架和支撐自重。C、雪荷載編號C1C2C3C4C5雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kN/m2）0.300.550.600.650.70D、積灰荷載編號D1D2D3廠房類別錳、鉻鐵合金車間（屋面無擋風(fēng)板）水泥廠機(jī)修間（屋面無擋風(fēng)板）水泥廠機(jī)修間（屋面有擋風(fēng)板）二、題目分配雪荷載跨度C1C2C3C4C5C1C2C3C4C5C1C2C3C4C5A1147101316192225283134374043A2258111417202326293235384144A3369121518212427303336394245跨度永久荷載B1B2B3注：土木10（3）班執(zhí)行D1組合；土木10（4）班執(zhí)行D2組合；土木10（升本）執(zhí)行D3組合。各班學(xué)生在題目分配表中按自己學(xué)號所對應(yīng)的設(shè)計(jì)資料并結(jié)合各自班級的D組合進(jìn)行設(shè)計(jì)。三、設(shè)計(jì)要求計(jì)算書：內(nèi)容應(yīng)詳盡，主要內(nèi)容應(yīng)包括：設(shè)計(jì)任務(wù)書，材料選擇，屋架形式、幾何尺寸，支撐布置，荷載匯集，桿件內(nèi)力計(jì)算及組合，桿件截面選擇，典型節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)（屋脊、跨中拼接節(jié)點(diǎn)，上下弦節(jié)點(diǎn)）等。圖紙：應(yīng)符合制圖規(guī)范及要求，表達(dá)應(yīng)完整；繪制要求：主要圖面應(yīng)繪制正面圖、上下弦平面圖，必要的側(cè)面圖、剖面圖，以及某些安裝節(jié)點(diǎn)或特殊零件的大樣圖；在圖的左上角繪制屋架簡圖，并注明桿件幾何長度（左半跨）及桿件內(nèi)力設(shè)計(jì)值（右半跨），圖面右側(cè)應(yīng)繪制材料表及編寫有關(guān)文字說明，如鋼材型號、附加說明、焊條型號、焊接方法、質(zhì)量要求等。（注：采用A1圖紙594mm×841mm）四、主要參考資料1、戴國欣主編．鋼結(jié)構(gòu)（第三版）．武漢：武漢理工大學(xué)出版社，20072、夏志斌，姚諫．鋼結(jié)構(gòu)—原理與設(shè)計(jì)．北京：中國建筑工業(yè)出版社，20043、張耀春主編．鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理．北京：高等教育出版社，20044、汪一駿等．鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊（第三版）．北京：中國建筑工業(yè)出版社，20045、建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009—2001）6、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50017—2003）7、建筑結(jié)構(gòu)制圖標(biāo)準(zhǔn)（GB/T50105—2001）

目錄1.設(shè)計(jì)資料………………………12.屋架形式、幾何尺寸及支撐布置……………13.荷載和內(nèi)力計(jì)算………………13.1荷載計(jì)算…………………13.2荷載組合…………………23.3內(nèi)力計(jì)算…………………34.桿件截面計(jì)算…………………34.1上弦………………………34.2下弦………………………44.3斜腹桿B-a………………44.4斜腹桿B-b………………54.5斜腹桿C-b………………55.節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)………………………65.1下弦節(jié)點(diǎn)…………………65.2上弦節(jié)點(diǎn)…………………65.3屋脊節(jié)點(diǎn)…………………95.4支座節(jié)點(diǎn)………………106.參考資料……………………12鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)PAGE11.設(shè)計(jì)資料某車間（或廠房）跨度27m，長度72m，柱距6m，屋蓋采用梯形鋼屋架，屋面材料為壓型鋼板復(fù)合板，檁條間距1.5m，屋面坡度i=1/10，屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為0.5kN/m2，當(dāng)?shù)鼗撅L(fēng)壓為0.50kN/m2，雪荷載為0.55kN/m2，屋架簡支于鋼筋混凝土柱上，混凝土強(qiáng)度等級C30，柱截面400mm×400mm。2.屋架形式,尺寸,材料選擇及支撐布置屋架的計(jì)算跨度L0=L-300=26700mm,端部高度，中部高度h=3340mm(為)，屋架形式如圖1所示。根據(jù)建造地區(qū)的計(jì)算溫度和荷載性質(zhì)，鋼材采用。焊條采用型，手工焊。根據(jù)車間長度、屋架跨度和荷載情況，設(shè)置上、下弦橫向水平支撐，垂直支撐和系桿，見圖2和圖3。圖1屋架尺寸及內(nèi)力圖2上弦橫向水平支撐圖3．荷載和內(nèi)力計(jì)算3.1荷載計(jì)算永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值0.6kN/m2屋架和支撐自重恒荷載總和1.017kN/m2活荷載（或雪荷載） 0.55kN/m2積灰荷載0.5kN/m2可變荷載總和1.05kN/m23.2荷載組合節(jié)點(diǎn)荷載設(shè)計(jì)值按可變荷載效應(yīng)控制的組合其中，永久荷載，荷載分項(xiàng)系數(shù)，屋面活荷載或雪荷載，荷載分項(xiàng)系數(shù)，組合系數(shù)，積灰荷載，。按永久荷載效應(yīng)控制的組合其中，永久荷載，荷載分項(xiàng)系數(shù)，屋面活荷載或雪荷載，荷載分項(xiàng)系數(shù)，組合系數(shù)，積灰荷載，。故節(jié)點(diǎn)荷載取值為22.45，支座反力為Rd=10Fd=224.5KN其內(nèi)力設(shè)計(jì)值見圖13.3內(nèi)力計(jì)算屋架在上述荷載組合下作用的計(jì)算簡圖如圖2。有圖解法得F=22.45kN時(shí)屋架各桿的內(nèi)力系數(shù)（F=22.45kN作用于全跨），然后求出各種桿件的內(nèi)力。計(jì)算結(jié)果如圖1所示。 圖3屋架內(nèi)力圖4.桿件截面選擇腹桿最大內(nèi)力-369.1kN（壓）由屋架節(jié)點(diǎn)板厚度參考表可知中間節(jié)點(diǎn)板厚度取10mm，支座節(jié)點(diǎn)板厚取12mm。4.1上弦整個上弦不改變截面，按最大內(nèi)力計(jì)算：。選用2L，，（b類）雙角鋼T型截面繞對稱軸（y）軸應(yīng)按彎扭屈曲計(jì)算長細(xì)比,故應(yīng)按式（4.15）計(jì)算故由，按b類查附表4.2，得填板每個節(jié)點(diǎn)放一塊（滿足范圍內(nèi)不少于兩塊），4.2下弦下弦也不改變截面，按最大內(nèi)力計(jì)算。，連接支撐的螺栓孔中心至節(jié)點(diǎn)板邊緣的距離約為100mm，可不考慮螺栓孔削弱。選用2L，其板每個節(jié)間放一塊，。4.3斜腹桿桿件B-a：選用2L（長肢相連），故按式（4.17）計(jì)算故由按b類查表得填板放2塊桿件B-b：，按受壓桿考慮（跨中腹桿在半跨和在半跨荷載作用下，內(nèi)力變號），選用2L，填板每個節(jié)點(diǎn)放2塊桿件D-b：，選用2L，查表得填板每個節(jié)點(diǎn)放2塊桿件D-c：，選用2L，查表得填板每個節(jié)點(diǎn)放2塊,桿件F-c：，選用2L，查表得填板每個節(jié)點(diǎn)放3塊,桿件F-d：，選用2L，查表得填板每個節(jié)點(diǎn)放2塊,桿件H-d：，選用2L，查表得填板每個節(jié)點(diǎn)放2塊,桿件H-e：，選用2L，查表得填板每個節(jié)點(diǎn)放2塊,桿件j-e：，選用2L，查表得填板每個節(jié)點(diǎn)放2塊,4.4腹桿（1）桿件j-f：，選用2L，填板每個節(jié)點(diǎn)放3塊,4.5屋架桿件截面選用表其余桿件截面選擇見表1表1屋架桿件截面選用表?xiàng)U件名稱桿件號內(nèi)力設(shè)計(jì)值(KN)計(jì)算長度(cm)所用截面截面積A()計(jì)算應(yīng)力容許長細(xì)比桿件端部的角鋼肢背和肢間焊縫填板數(shù)上弦桿J—I-730150.81502L140×1265.0133.4150—1下弦桿d—e670.230013502L1801101056.8118350—1腹桿A—a-18.21992L10089.636.75150—2B—a-369.12532L44.6115.261506-1006-602B—b235.5208.64260.82L70×513.74171.41506-806-502C—b-36.4183.22292L5059.654.7150—2D—b-258229.52286.92L38.5287.21506-605-402D—c2152162702L38.5287.21505-505-402E—c-36.4207.22592L5059.663.5150—3F—c-187.05250.32312.92L15.82196.731505-405-403F—d155256.83212L15.82163.021505-405-402G—d-36.4231.22892L5059.668.5150—3H—d1052763452L14.82136.251505-405-402H—e60.8270.8338.52L13.7688.2150—2I—e-36.4255.23192L5059.668.5150—2J—e-222563202L13.7630.171505-405-402J—f0300.63342L12.280200—35.桿件截面選擇5.1下弦節(jié)點(diǎn)“b”先算腹桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫：B-b桿肢背與肢尖的焊腳尺寸分別取為hf1=6mm，hf2=6mm所需焊縫長度為（考慮起滅弧缺陷）：肢背：+2×6=129，取肢尖：+2×6=71，取腹桿和的桿端焊縫同理計(jì)算，其中桿內(nèi)力較小，焊縫按構(gòu)造采用。其次驗(yàn)算下弦桿與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫，內(nèi)力差，由斜腹干焊縫決定的節(jié)點(diǎn)板尺寸量得實(shí)際節(jié)點(diǎn)板長度是34.5cm。角焊縫計(jì)算長度，肢背的焊縫應(yīng)力為圖4下弦節(jié)點(diǎn)“b”5.2上弦節(jié)點(diǎn)“B”腹桿B-b,B-a的桿端焊縫計(jì)算從略。驗(yàn)算上弦與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫，節(jié)點(diǎn)板縮進(jìn)7mm肢背采用塞焊縫，承受節(jié)點(diǎn)荷載,，肢尖焊縫承擔(dān)弦桿內(nèi)力差，偏心距.，偏心力矩，采用，則對:對M:則焊縫強(qiáng)度為:圖5上弦節(jié)點(diǎn)“B”5.3屋脊節(jié)點(diǎn)“J”腹桿桿端焊縫計(jì)算從略。弦桿與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫受力不大，按構(gòu)造要求決定焊縫尺寸，可不計(jì)算。只進(jìn)行拼接計(jì)算，拼接角鋼采用與上弦桿相同截面2L，除倒棱處，豎肢需切去，并按上弦坡度熱彎，拼接角鋼與上弦連接焊縫在接頭一側(cè)的總長度（）。共四條焊縫，認(rèn)為平均受力，每條焊縫實(shí)際長度：拼接角鋼總長度為：取拼接角鋼總長度為.圖6屋脊節(jié)點(diǎn)“J”5.4支座節(jié)點(diǎn)“a”①、底板計(jì)算支反力，混凝土強(qiáng)度C30，，所需底板凈面積：錨栓