例一 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 2 2 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 5 6m 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 400mm 400mm 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 4 0 6 1 25 0 45 0 473 KN m21W 背风面 1 4 0 5 25 0 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 TM195 300 10 16 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 TW150 300 10 15 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 2L75 50 5 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 5 80 1 44 115 2 a l 4 3 2 4 3 2 杆件杆件 N 254 416KN 0 8L 0 8 316 4 253 12cm OXL L 316 4cmOYL 选用 2L90 7 A 24 6 2 78cm 4 07cm 则 2 cmxiyi x 91 05 150 OXLxi 253 12 2 78 y 77 7 150OYLyi 316 4 4 07 因为 b t 9 0 7 12 86 0 58 20 4 故 oy l b 44 2222 0 4750 475 9 174 9182 6150 316 40 7 yzy oy b lt 查表 0 614 b 类 则 xyz X 3 22 2 254 416 10 168 4 215 0 614 24 6 10 X N N mmfN mm A 填板放置两块 所以 105 5 40 2 78 111 2 a l 4 3 34 3 3 杆件杆件 N 164 557KN 0 8L 0 8 286 6 229 3cm L 286 6cm OXLOYL 选用 2L50 5 A 9 6 1 53cm 2 45cm 则 2 cmxiyi x 150 OXLxi 220 7 144 2 1 53 y 150OYLyi 286 6 117 2 45 N A 3 22 2 164 557 10 171 4 215 9 6 10 N mmfN mm 填板放置两块 所以 95 5 80 1 53 122 4 a l 4 3 44 3 4 杆件杆件 N 181 693KN 0 8L 0 8 316 4 253 12cm OXL L 316 4cmOYL 选用 2L80 6 A 18 8 2 47cm 3 65cm 2 cmxiyi x 150 OXLxi 253 12 102 5 2 47 y 150OYLyi 316 4 86 7 3 65 因为 b t 8 0 6 13 3233 39 2 cm 2 cm 锚栓垫板采用 100 100 20 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 280 280 16 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 316 135 10 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