梯形钢屋架设计.doc

梯形钢屋架梯形钢屋架 课课 程程 设设 计计 学生姓名：学生姓名： 班级及学号：班级及学号： 专业：专业： 院系：院系： 目目 录录 目录-1 第一章 设计资料和屋架尺寸-3 1.1 设计资料-3 1.2 屋架几何尺寸 -3 第二章 荷载选择和计算- -4 2.1 荷载选择-4 22 荷载计算-4 第三章 内力计算-5 3.1 内力统计-5 第四章 杆件截面选择-5 4.1 上弦-5 4.2 下弦-6 4.3 斜腹杆-7 4.4 屋架杆件截面-8 第五章 节点设计-10 5.1 下弦节点（2）-11 5.2 下弦节点（3）-11 5.3 下弦节点（4）-11 5.4 下弦节点（5）-12 5.5 下弦节点（b） -12 5.6 下弦节点(c)-12 5.7 下弦节点(d)-12 5.8 屋脊节点与支座节点-13 致谢-16 参考文献-16 第一章 设计资料和设计资料和屋架几何尺寸 1.1 设计资料 某金工车间为单跨无天窗厂房,跨度 24m，厂房总长 90m，柱距 6m。 采用平坡梯形钢屋架，无懔方按，屋面采用 1.56m 预应力大型屋 面板。100mm 厚沥青珍珠岩保温层，卷材防水，屋面坡度 i=1/10。 屋架支撑在钢筋混凝土柱上，上柱截面为 400mm400mm，混凝土强 度等级 C20。车间有一台 30/5t 中级工作制的桥式吊车。 1.2 屋架几何尺寸 详见施工图纸 第二章 荷载计算和内力计算 2.1 荷载计算 大型屋面板 1.5KN/m2 防水层及找平层0.74KN/m2 沥青珍珠岩保温层0.50KN/m2 悬挂管道 0.10KN/m2 屋架及支撑自重 0.39KN/m2 恒荷载总和 3.23KN/m2 活荷载 0.60KN/m2 雪荷载 0.20KN/m2 活荷载与雪荷载两者中取较大植参与组合，不考虑积灰荷载。 由于屋面的风载体型系数，迎风面为-0.6，背风面为-0.5，宾个取 风荷载沿高度变化系数为 1.25，可得负风压设计值： 迎风面：=-1.40.61.250.45=-0.473 KN/m21W 背风面：=-1.40.5250.45=-0.394 KN/m22W 由于 垂直于水平面的分力接近于荷载分项系数取 1.0 的永久1W2W 荷载，所以受拉杆件在永久荷载和风荷载联合作用下将受压，但压 力很小，因此可以不计算荷载产生的内力，只将所有拉杆的长细比 控制在 250 以内。 2.22.2 荷载组合荷载组合 一般考虑全跨荷载，对跨中的部分斜杆可考虑半跨荷载，如果 设计时将跨中每侧各 2 根斜杆均按压杆控制其长细比，可不必考虑 半跨荷载作用的情况。 2.32.3 桁架的内力计算桁架的内力计算 桁架在半跨单元承受单位节点的桁架模型，各杆件内力系数计 算得，详见施工图。 第三章 内力计算 3.13.1 内力统计内力统计 杆内力系数 P=1 全跨永久荷 载+ 半跨可变荷 载 全跨屋架支 撑+ 半跨屋面板 在左 半跨 在右 半跨 全跨可变 左 可变 右 可变 左 可变 右 -杆件名称 全跨永久荷 载+ 全跨可变荷 载 P=44.5KN N=PX 计算 内力 （KN ） FG000000000 GI-6.36-2.51-8.07-395-291-266-179-89-395 IK-9.18-5-13-610-446-417-262-154-611 KM-9-6-15-687-495-476-270-197-688 MN-7-17-14-664-469-469-226-226-665 AB31.385.1923117015510650231 BC8.23.6411.84526386358232126527 CD9.465.1414.87661480454272178662 DE8.536.8215683488477252212683 AG-6.69-2.43-9.12-405-300-273-187-88-406 GB4.592.076.6629621720113071296 BI-3.42-2.09-5.51-245-177-169-99-68-245 IC1.821.783.6160.21131135554.1160 CK-0.66-1077-2043-108-72-79-23-49-108 KD-0.4910561.0747.627.140-7.640.148 DM1.61-1.540.073.11512-7.737.7-3538 ME-2.511.39-1.12-49-47-22-622829 AF-0.50-0.5-22-17-14-13-1.7-22 BH-1.010-1.01-44-34-28-27-3.5-45 CJ-1.00-1-44.5-34.-28-26-3.1-45 DL-1.00-1-44-34-28-26-3.5-45 EN1.01.02.08962.962.9303089 第四章 杆件截面选择 4.14.1 上弦上弦 上弦不改变截面，按最大内力计算。=-805.053KNmaxN =452.cm 故选择 TM1953001016,A=68.35 cm2, OXLOYL =5.03 cm2, =7.26 xiyi 2 cm x=/ = OXLxi 452.2 89.9150 5.03 y=/ = OYLyi 452.2 62.3150 7.26 =yz 1 2 2 12 22222 0 2 2 0 ()4(1) yzyzyz e i 其中 = 2 0 e 2 2 0 () 2 t z 22 (3.40.8)6.76cm 2222222 00 6.765.037.2684.77 xy ieiicm 2 3334 1 1.15 19.5 1.61.030 1.654.16 33 ti i i k Ibtcm 0I 222 0 / 25.7/84.77 68.37/ 54.16/ 25.72750.2 zt i AIIL 1 2 2 2222 16.75 62.32750.2(62.32750.2)4162.32750.266.3289.9 84.772 yzx 由查得（b 类） x 0.772 x 3 22 2 805.053 10 153/215/ 0.772 68.35 10 X N N mmfN mm A 4.24.2 下弦下弦 下弦杆也不改变截面，那最大内力计算=831.055KN, max N =452.2cm, =1800cmOXLOYL 3 2 831.055 10 3865 215 N Amm f =/=452.2/250=1.8cm =/=1800/250=7.2cmxiOXL yiOYL 选用 TW1503001015 A=60.22 ， =3.64cm 2 cmxi ， =7.49cm， =2.47cmyi 0 z 3 2 2 831.055 10 138/ 60.22 10 N N mm A 2 215/fN mm x 452.2 123.6250 3.64 1800 240250 7.49 yz 4.34.3 斜腹杆斜腹杆 4.3.14.3.1 杆件杆件 N=230.389KN =286.6cm OXLOYL 选用 2L75505(长肢相并) A=12.25 =2.93cm 2 cmxi =2.20cmyi 因为 =/ = x y OYLyi 286.6 130.3250 2.2 3 2 230.389 10 188.07 12.25 10 N A 2 215/fN mm 填板放置两块，所以 =95.5801.44=115.2 a l 4.3.2.4.3.2.杆件杆件 N=-254.416KN =0.8L=0.8316.4=253.12cm OXL =L=316.4cmOYL 选用 2L907 A=24.6 =2.78cm =4.07cm 则 2 cmxiyi x=/ = =91.05233.39 2 cm 2 cm 锚栓垫板采用-10010020 孔径 26mm 底板实际应力：=734.4 2 3.14 5 7842 3 5 4 n A 2 cm q=2.5 3 2 183.76 10 734.4 10 2 /N mm =(140-10/2) =191mm =/2=95.5mm 1 a2 1 b 1 a /=0.5 查表得=0.056 则 1 b 1 a M=q=5107 2 1 a.N mm 所需底板厚度： 按构造取 t=16mm 底板尺寸为 6 12.2 M tmm f 28028016 加劲肋与节点板连接焊缝计算： 一个加劲肋的连接焊缝所承受的内力取为 V=R/4=42.05KN M=V.e=283.8KN.cm 加劲肋高度取与支座节点板相同，厚度也相同断面 31613510 采用=6mm 验算焊缝应力，焊缝计算长度 f h 3162 202 6264 w lmm 对 V 3 2 45.94 10 20.7/ 2 0.7 6 264 f N mm 对 M 4 2 2 6 310.1 10 31.8/ 2 0.7 6 264 f N mm 2 222 31.8 20.733.3/160/ 1.22 w t N mmfN mm 节点板，加劲肋与底板连接焊缝计算：=6mm f h 实际焊缝的总长度：=2（28+11.52） 0.612=94.8cml 焊缝设计应力：= f 3 22 183.76 10 46.2/1.22195.2/ 0.7 6 948 w f N