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普通钢桁架设计.doc

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普通钢桁架设计.doc

目录一、设计资料.................................................................................................1二、设计步骤.................................................................................................1三、设计内容.........................................................................................................................................21.杆件尺寸...............................................22.结构形式与布置.........................................23.屋架荷载计算...........................................34.内力计算...............................................45.杆件的截面选择.........................................56.节点计算...............................................97.节点尺寸及受力.........................................10四、参考文献..............................................18普通钢桁架设计说明1普通钢桁架设计一、设计资料1.设计一房屋跨度为24m的钢屋架,房屋平面尺寸为24m54m,地区雪压0.7KN/m2,基本风压为0.45KN/m2,分项系数为1.4,冬季室外计算温度为20,不考虑地震设防。2.钢材选用Q235BF,焊条采用E43型,手工焊上弦坡度i1/10,端部高度H02m,每端支座缩进0.15m,下弦起拱50mm.3.荷载恒荷载标准值SBS沥青改性卷材0.35KN/m220mm厚水泥砂浆找平层0.4KN/m2150mm厚加气混凝土保温层0.4KN/m21.56m大型屋面板和灌缝1.6KN/m2吊顶0.4KN/m2屋架支撑自重为0.120.011L00.384KN/m2活荷载标准值屋面活荷载(雪载)0.7KN/m2二、设计步骤1.确定屋架的形式和几何尺寸,确定节点尺寸以及计算各杆件长度绘制屋架的几何尺寸图普通钢桁架设计说明22.屋架杆件的内力组合荷载组合,计算在单位力作用左半跨的杆件内力系数并绘制内力系数图3.杆件截面选择,按轴心受力构件(拉或压)进行设计4.焊缝计算,焊缝在轴心力作用下的强度计算5.节点设计,根据节点板的几何尺寸,计算焊缝的实际长度,根据计算焊缝的实际长度绘制节点图6.绘制屋架施工图。三、设计内容1.杆件尺寸桁架计算跨度m7.2315.02240l跨中及端部高度桁架的中间高度3.2mh在23.7m的两端高度2.015mh在24m轴线处端部高度2.0mh桁架跨中起拱50mm(500L)。2.结构形式与布置桁架形式与几何尺寸如图1所示。普通钢桁架设计说明31050150200020152366225010552436224012061206120624002648264824802864286412061206240027203083308324002960200018141480200032002400120612061206120612000图1桁架形式及几何尺寸3.桁架荷载计算永久荷载SBS沥青改性卷材0.35KN/m21.350.4725KN/m220mm厚水泥砂浆找平层0.4KN/m21.350.54KN/m2150mm厚加气混凝土保温层0.4KN/m21.350.54KN/m21.56m大型屋面板和灌缝1.6KN/m21.352.16KN/m2吊顶0.4KN/m21.350.54KN/m2屋架支撑自重0.120.011L00.384KN/m21.350.5184KN/m2共4.771KN/m2可变荷载普通钢桁架设计说明4屋面活荷载0.7KN/m21.40.98KN/m24.内力计算内力分析中,通常作如下假定1所有荷载都作用在节点上2所有杆件都是等截面直杆3各杆轴线在节点处都能相交于一点4所有节点均为理想铰接。设计桁架时,应考虑以下三种荷载组合(1)全垮恒荷载+全垮活荷载全跨节点永久荷载及可变荷载4.7710.981.5651.76KNF(2)全垮恒荷载+半跨活荷载全跨节点永久荷载14.7711.5642.94KNF半跨节点可变和载20.981.568.82KNF3全垮屋架包括支撑重+半跨屋面板重半跨屋面活荷载全跨节点和桁架自重30.46081.564.15KNF半跨节点屋面板自重及活荷载41.920.981.5626.1KNF普通钢桁架设计说明51、(2)为使用阶段荷载情况,(3)为施工阶段荷载情况。各荷载情况下的内力进行组合,计算结果见表1。5.杆件的截面选择表2)1)上弦杆整个上弦采用等截面,按最大内力N1008.28kN计算。L0x1206mm,L0Y3618mm.Q235钢f215N/mm2,压杆150。因L0Y/L0x3,故采用短边相拼的不等边角钢T形截面,整体稳定系数按b类查。经计算选用规格为┐┌18012512(A75.824mm2,ix35.7mm,iy96.1mm)可得到x1206/35.733.78L0x,故采用短边相拼的不等边角钢T形截面,不考虑空洞削弱,整体稳定系数按b类查。需要的净截面面积为AnN/f969150/2154508mm2选用规格为┐┌18011012(A6742mm2,ix31.0mm,iy87.6mm)可得到x3000/31.097350y14850/87.6170350普通钢桁架设计说明6满足要求。3腹杆①aB杆NaB548710N,L0xL0Y2535mm选用┐┌1409010(A4452mm2,ix44.7mm,iy33.74mm),长肢相拼可得到x2535/44.756.71150y2535/33.167.78150由max67.78,查得b类0.795,即代入稳定条件N/A548710/0.7954452155N/mm2215N/mm2满足要求。②Bb杆N468.53kNL0x2087mm,L0Y2609mm.Q235钢f215N/mm2,压杆350需要的净截面面积为AnN/f439.9103/2152046mm2选用┐┌708(A2134mm2,ix21.3mm,iy33.0mm)可得到x2087/21.398350y2609/3379350满足要求。③bD杆N383.18kNL0x2288mm,L0Y2860mm.Q235钢f215N/mm2,压杆350选用┐┌908(A2788mm2,ix27.6mm,iy40.9mm),可得到x2288/27.683150普通钢桁架设计说明7y2860/40.970150由max83,查得b类0.668,即代入稳定条件N/A371.8103/0.6682788199N/mm2215N/mm2满足要求。④Dc杆N290.84kNL0x2288mm,L0Y2860mm.Q235钢f215N/mm2,压杆350需要的净截面面积为AnN/f280.7103/2151306mm2选用┐┌705(A1376mm2,ix21.6mm,iy32.4mm)可得到x2288/21.6106350y2860/32.488.3350满足要求。⑤cF杆N228.52kNL0x2495mm,L0Y3119mm.Q235钢f215N/mm2,压杆350选用┐┌906(A2128mm2,ix27.9mm,iy40.5mm),可得到x2495/27.989150y3119/40.577150由max89,查得b类0.628,即代入稳定条件N/A266.4103/0.6282128202N/mm2215N/mm2满足要求。⑥Fd杆N153.88kNL0x2495mm,L0Y3119mm.Q235钢f215N/mm2,压杆350需要的净截面面积为AnN/f153.1103/215712mm2普通钢桁架设计说明8选用┐┌636(A1458mm2,ix19.3mm,iy29.8mm)可得到x2495/19.3129350y3119/24.5105350满足要求.⑦dH杆N95.5kNL0x2708mm,L0Y3385mm.Q235钢f215N/mm2,压杆350选用┐┌706(A1632mm2,ix21.5mm,iy32.6mm),可得到x2708/21.5126150y3385/32.6103150由max126,查得b类0.406,即代入稳定条件N/A144.9103/0.4061632218N/mm2215N/mm2满足要求。⑧He杆N27.9kNL0x2708mm,L0Y3385mm.Q235钢f215N/mm2,压杆350选用┐┌635(A1228mm2,ix19.4mm,iy29.6mm),可得到x2708/19.4139150y3385/29.6114150由max139,查得b类0.349,即代入稳定条件N/A0.438103/0.34912281.02N/mm2215N/mm2满足要求.⑨eg杆N132.09kNL0x2926mm,L0Y3657mm.Q235钢f215N/mm2,压杆

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