钢结构屋架课程设计

评阅成绩徐州工程学院学生课程设计题目：钢结构屋架课程设计学生姓名：学号：所在院系：土木工程学院专业：房屋建筑工程班级：指导教师：年月日土木工程学院结构教研室③上弦AB000000000BC-6.22-4.73-1.85-359.76-429.46-299.20-134.01-69.14-359.76CD000000000DE-8.99-5.64-3.36-519.98-473.55-441.95-176.28-117.59-519.98EF000000000FG-9.100-4.55-526.34-400.22-463.28-31.49-148.60-526.34下弦ac3.472.540.93200.70187.82165.5077.3935.94200.70ce7.965.332.64460.41423.95386.67164.7495.50460.41eg9.285.313.97536.76481.73463.16168.79134.30536.76斜腹杆aB-6.50-4.75-1.75-375.96-351.71-310.13-144.76-67.54-375.96Bc4.343.161.58251.03234.67212.7796.3555.69251.03cD-3.38-1.86-1.52-195.50-174.43-169.72-59.57-50.82-195.50De1.880.541.34108.7490.17101.2520.4041.00108.74eF-0.690.62-1.31-39.91-21.75-49.09`13.97-36.11-49.09Fg-0.46-1.631.17-26.61-45.501.76-43.2828.79-45.50竖杆Aa-0.5-0.50-28.92-28.89-21.99-14.6-1.73-28.92Cc-1.0-1.00-57.84-57.78-43.98-29.2-3.46-57.84Ee-1.0-1.00-57.84-57.78-43.98-29.2-3.46-57.84Gg0.810.410.4146.8541.3141.3113.3613.3646.854杆件设计4.1上弦杆整个上弦杆采用等截面，按FG杆件之最大设计内力计算，N=-526.34KN=-526340N上弦杆计算长度：在桁架平面内，节间轴线长度：=150.75cm在桁架平面外，根据支撑布置和内力变化情况取：=3×150.75=452.25cm因为，=3故截面选用两个不等肢角钢，短肢相并。腹杆最大内力N=-375.96KN，查表，节点板厚度选用10mm,支座节点板厚度用12mm。设，查附表4得。需要截面积：（4-1）需要回转半径：（4-2）根据需要的A,查角钢规格表，选用，A=50.63，。按所选角钢进行验算：（4-3）因为所以截面在x和y平面都属于b类，由于，只需求，查表=0.792（4-5）所需截面合适。4.2下弦杆整个下弦杆采用同一截面，按最大设计内力计算，N=536.76KN=536760N。。所需截面面积为：（4-6）选用。因为，故用不等肢角钢，短肢相并。（4-7）（4-8）考虑下弦有2Φ21.55mm的栓孔削弱，下弦净截面面积：（4-9）（4-10） 所选截面合适。4.3斜腹杆端斜杆aB杆件轴力：N=-375.96KN=-375960N计算长度。因为，故采用不等肢角钢，长肢相并。选用，，，，。（4-9）（4-10）（4-11）因，只求（4-12）所选截面合适。4.4竖杆竖杆CcN=-57.84KN=-57840N， 内力较小，按查型钢表，选用，截面几何特性：因为所以因只求（4-13）所选截面合适。其余各杆件的截面选择计算过程不一一列出，将计算结果列于下表表4-1杆件截面选择表杆件名称杆件编号内力（KN）截面规格截面面积（cm²）回转半径（cm）长细比容许长细比计算应力（N/mm²）上弦FG-526.342160×100×1050.632.857.7052.8962.71150131.26下弦eg536.762100×63×1030.931.755.02171.43176.29350201.56斜腹aB-375.962100×63×1030.932.723.5193.0193.99150206.25Bc251.03290×56×822.372.764.5486.9669.65150175.07cD-195.50290×56×822.372.764.5486.9669.65150136.77De108.74290×56×617.112.792.3986.02125.52150155.39eF-49.09256×816.731.682.75142.86109.0915087.85Fg-45.50256×816.731.682.75142.86109.0935081.43竖杆Aa-28.92250×816.731.682.75142.8672.3615051.76Cc-57.84250×47.791.542.43134.55109.53150201.76Ee-57.84250×47.791.542.43134.55109.53150201.76Gg46.85256×816.731.682.75142.86105.0915083.845节点设计5.1下弦节点下弦节点c用E43型焊条角焊缝的抗拉和抗压、抗剪强度设计值＝160N/mm。设Bc杆肢背和肢尖的=8mm。所需焊缝长度为：肢背：肢尖： 设cD杆肢背和肢尖的=8mm。所需焊缝长度为：肢背： 肢尖： Cc杆内力很小，取=4mm。综合取节点板尺寸320mm400mm,下弦与节点板连接的焊缝为40cm，=8mm。焊缝所受的力为左右两下弦杆的内力差ΔN＝259.71KN，受力较大处的肢背出的焊缝应力为: 焊缝强度满足要求。5.2上弦节点上弦节点BBc杆与节点板的焊缝尺寸与节点c相同。设aB杆肢背和肢尖的=8mm。所需焊缝长度为：（5-1） （5-2） 为了便于在上弦上搁置屋面板，节点板的上边缘可缩进上弦肢背8mm。用槽焊缝把上弦角钢和节点板连接起来。槽焊缝作为两条角焊缝计算，焊缝强度设计值应乘以0.8的折减系数。计算时可略去上弦坡度的影响，而假定集中荷载F与上弦垂直。上弦肢背焊缝内的应力计算如下：上弦与节点板间焊缝长度为505mm。（5-3）上弦肢尖角焊缝的剪应力为：（5-4） 焊缝强度满足要求。5.3屋脊节点G弦杆一般都采用同角钢进行拼接，设焊缝，则所需焊缝计算长度为（一条焊缝）： （5-5）拼接角钢长度取400mm>2117.49=234.98mm上弦肢尖与节点板的连接焊缝，应按上弦内力的15%计算。设肢尖焊缝，节点板长度为60cm,则节点一侧弦杆焊缝的计算长度为。焊缝应力为：（5-6） （5-7） （5-8）5.4支座节点a为了便于施焊，下弦杆角钢水平肢的底面与支座底板的净距离取160mm。在节点中心线上设置加劲肋，加劲肋的高度与节点板的高度相等，厚度为12mm。5.4.1支座底板的计算支座反力：R=10F=10×57780=577800N 支座底板的平面尺寸采用280mm×400mm，如仅考虑有加劲肋部分的底板承受支座反力，则承压面积为280mm×234mm=65520mm2。验算柱顶混凝土的抗压强度：（5-9） 式中：σ——混凝土抗压强度；——混凝土强度设计值。底板的厚度按桁架反力作用下的弯矩计算，节点板和加劲肋将底板分成四块，每块板为两相邻边支承而另两相邻边自由的板，每块板的单位宽度的最大弯矩为：（5-10）式中σ为底板下的平均应力 （5-11）为两支承边之间的对角线长度： （5-12）为系数，由查表而定，为两支承边的相交点到对角线的垂直距离。由相似三角形的关系，得：查表8.4.1，得。底板厚度：（5-13）5.4.2加劲肋与节点板的连接焊缝计算加劲肋与节点板的连接焊缝计算与牛腿焊缝相似，偏于安全地假设一个价劲肋的受力为桁架支座反力的1/4,即： 则焊缝内力为：V=144450NM=144450N×65mm=9389250N.mm设焊缝，焊缝计算长度则焊缝应力为：（5-14）5.4.3节点板、加劲肋与底板的连接焊缝计算设焊缝传递全部支座反力R=577800N，其中每块加劲肋各传R/4=144450N,节点板传递R/2=314200N。设节点板与底板的连接焊缝的焊脚尺寸=8mm,则焊缝长度焊缝强度验算如下：