18梯形屋架计算书

1、课程设计任务书课程名称：_实践时间：班 级：姓 名：学 号：指导教师：年月日钢结构课程设计任务书、题目某厂房总长度72m跨度为18m屋盖体系为无檩屋盖。纵向柱距 6m1. 结构形式：钢筋混凝土柱，梯形钢屋架。柱的混凝土强度等级为C30,屋面坡度i=L/10 ； L为屋架跨度。地区计算温度高于-20C,无侵蚀性介质，屋 架下弦标高为18mQ345钢，焊条为2. 屋架形式及荷载：屋架形式、几何尺寸及内力系数（节点荷载 P=1.0作用下杆件的内力）如附图所示。屋架采用的钢材、焊条为:E50 型。1507.5 1507_51507i5olmoI0CE/5()OX&-9()()OG5Sc0(a) 18米

2、跨屋架1,0TBo3.4701.0 1-0C t D _J7VL99 3+ 7.9621.01.01.0-9J029.279+ 9.279- 5.325 g1.0rF?(b)18米跨屋架全跨单位荷载几何尺寸作用下各杆件的内力值_ 7acegeca0.5+ 5.312gop6+G-3.967-I.SoO/7) pg(c) 18米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值二、设计内容1.屋架形式、尺寸、材料选择及支撑布置根据车间长度、屋架跨度和荷载情况，设置上、下弦横向水平支撑、垂直支撑和系杆，见下图。因连接孔和连接零件上有区别，图中给出W、W和W(b)屋架、下弦水平支撑布置图IX7R7I1XXXX1

3、-1、2-2剖面图2荷载计算三毡四油防水层 水泥砂浆找平层 保温层预应力混凝土屋面板 屋架及支撑自重恒荷载总和0.4 kN/m20.4kN/m20.45kN/m1.4kN/m0.12+0.011L=0.318kN/m2.968kN/m活荷载0.7kN/nf积灰荷载0.7kN/nf可变荷载总和1.4kN/m屋面坡度不大，对荷载影响小，未予以考虑。风荷载对屋面为吸力，重 屋面可不考虑。3荷载组合1. 全跨永久荷载+全跨可变荷载 可变荷载效应控制的组合：F=(1.2X 2.968+1.4X 0.7+1.4X 0.9X 0.7)X 1.5X 6=52.59kN 永久荷载效应控制的组合：F=(1.35X

4、 2.968+1.4X 0.7X 0.7+1.4X 0.9X 0.7)X 1.5X 6=54.43kN 故 F=54.43KN2.全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨永久荷载设计值：F 1=1.35 X 2.968 X 1.5 X 6=36.06kN半跨可变荷载设计值：F2=(1.4 X 0.7+1.4 X 0.9 X 0.7) X 1.5 X 6=16.76kN屋架杆件内力组合表杆件名称杆 件 编 号单位内力作用时的内力系数组合1组合2计算内里全跨A左半跨B右半跨CFX AF1XA+F2X CF1XA+F2X B上弦AB0.000.000.000.000.000.000.00BCCD-6.221-

5、4.317-1.85-338.61-281.77-323.12-338.12DEEF-8.993-5.636-3.357-489.49-417.15-345.23-489.49FG-9.102-4.551-4.551-495.42-443.18-443.18-495.42下弦ac3.4702.5370.933188.87155.51182.17188.87ce7.9625.3252.637433.37365.14410.20433.37eg9.2795.3123.967505.06441.64463.07505.06斜腹 杆aB-6.502-1.754-1.748-353.90-291.39-

6、291.49-353.90Bc4.7393.1581.581257.94217.53243.96257.94cD-3.382-1.862-1.520-184.08-161.80-167.54-184.08De1.8840.5401.344102.3298.4789.99102.32eF-0.6900.615-1.305-37.47-49.69-17.51-49.69Fg-0.462-1.6321.170-25.090.99-45.98-45.98竖杆Aa-0.5-0.50.00-27.16-20.16-28.54-28.54Cc-1.0-0.10.00-54.43-40.31-57.07-57

7、.07Ee-1.0-0.10.00-54.43-40.31-57.07-57.07Gg0.8120.4060.40644.2039.5439.5444.204.截面选择按腹杆最大内力N=-353.9kN查表选用中间节点板厚度t=10mm,荷载支座节 点板厚度t=12mm。1.上弦整个上弦不改变截面，按最大内里计算：假定入=60对于双角T形钢，当绕x.y轴失稳时属于类b截面，由附表查得 书x= 0.735，需要的截面几何量：A=N/ 书 minf=4954.2 / (0.735 X 310)=21.74cm2ix=lox/ 入=150.75/90=2.51cmiy=loy/ 入=300/90=5

8、.0cm由附表选用 2L80X 10,A=30.26cm2,ix=2.42cm,iy=3.74cm入 x=lox/ix=150.75/2.26=62.290入 y=|oy/iy=300/3.54=80.21入=150双角T钢型截面绕对称轴(y)轴应按弯扭屈曲计算长细比 入yzb/t=8.0 入 y故由X max= X yz=81.94,按b类查附表得 书=0.553(T =N/ 书 A=4954.2/(0.632X 30.26)=296.06N/mm2f=310N/mm2 因截面无孔眼削弱, 可不验算强度。 又因轧制钢翼缘和腹板, 可不验算局部 稳定填板每个节间放一块(满足 l 1范围内不少于

9、两块) ,la=75.38cm40i=40X 2.42=96.8cm2. 下弦下弦不改变截面,按最大内力计算：N max=505.06kN,lox=300cm,loy=900cm，连接支撑的螺栓孔中心至节点板边缘 的距离约为100cm(eg节间)，可不考虑螺栓孔削弱。需要的截面几何量：A=N/f=5050.6/310=16.29cm2ix=lox/X =300/350=0.86cmiy=loy/X =1500/350=2.57cm由附表选用 2L75X 7， A=20.26cm2,ix=2.30cm,iy=3.47cmX x=lox/ix=300/2.30=1 30.43X =350X y=l

10、oy/iy=900/3.47=259.37X =350(T =N/A=249.29N/mm 2f=310N/mm 2填板每个节间放一块， l1=150cm80i=80X2.30=184cm3. 斜腹杆(1) 杆件 aB:N=-353.90kN,lox=loy=253.0cm假设X =80,对于双角T形钢，当绕x.y轴失稳时属于类b截面，由附表 查得书x= 0.574，需要的截面几何量：A=N / 书 minf=3539.0 / (0.574X 310)=19.82cm2ix=lox/X =253.0/80=3.16cmiy=loy/X =3.16cm由附表选用 2L100X6,A=23.86c

11、m2,ix=3.10cm,iy=4.44cmX x=lox/ix=253.0/3.10=81.61X =150X y=loy/iy=253.0/4.44=56.98双角T钢型截面绕对称轴(y)轴应按弯扭屈曲计算长细比X yzb/t=16.70.58loy/b=14.67,故按下式计算X yz=3.9Xb(1+loy2Xt2/18.6b?)/t=71.20X x 故由X max= X x=81.61,按b类查附表得 书=0.563(T =N/ 书 A=3539.0/(0.563X 23.86)=263.45N/mm2f=310N/mm 2 因截面无孔眼削弱，可不验算强度。又因轧制钢翼缘和腹板，可

12、不验算局 部稳定填板放两块 ,la=84.30cm40i=40X 3.1=124cm(2) 杆件 Bc:N=257.94kN,lox=0.8l1=0.8/X261.3=209.04cm,loy=261.3cm 需要的截面几何量：A=N/f=2579.4/310=8.32cm2ix=lox/X =209.04/350=0.60cmiy=loy/X =261.3/350=0.75cm由附表选用 2L63X4， A=9.96cm2,ix=1.96m,iy=2.94cmX x=lox/ix=209.04/1.96=106.65X =350入 y=loy/iy=261.3/2.94=88.88入=350

13、(T =N/A=258.98N/mm 2f=310N/mm 2 填板放两块，li=87.1cm80i=80X 1.96=156.8cm.(3) 杆件 Ee:N=-50.07kN,lox=0.8l1=0.8X 259.0=207.20cm,by=259.0cm。内里较小 可按入选择截面，需要的截面几何量：ix=lox/入=207.20/150=1.38cmiy=loy/入=259.0/150=1.73cm由附表选用 2L50 X 6,A=11.38cm2,ix=1.51cm,iy=2.48cm入 x=lox/ix=207.20/1.51=137.22入=150入 y=loy/iy=259.0/2

14、.21=104.44入=150双角T钢型截面绕对称轴(y)轴应按弯扭屈曲计算长细比 入yzb/t=8.330.58loy/b=29.93,故按下式计算入 yz=X y (1+0.475b?loy2t2) =105.72 入 x 故由入max= X x=137.22，按b类查附表得 书=0.260(T =N/ 书 A=500.7/(0.260X 11.38)=166.04N/mm2f=310N/mm2 因截面无孔眼削弱，可不验算强度。又因轧制钢翼缘和腹板，可不验算局 部稳定填板放四块,la=51.8cm75.76kN .由斜腹杆焊缝决定的节点板量得节点板长度是52.0cm角焊缝计算长度lw=52

15、.0-1.2=50.8cm, 采用hf=6mm,肢背焊缝应力为：t 仁244500/(3X 0.7X 6X 508)=38.20N/mm2ff=200N/mm2下线节点“ c”(2)上线节点“ B” 腹板aB,Bc的杆端焊缝计算同上。这里验算上线与节点板的连接焊缝：节点 板缩进8mm肢背采用塞焊缝，承受节点荷载：Q=54.43kN,hf=t/2=5mm,l wi =l w2=48.0-1.0=47.0cm(T =54430/(2X 0.7X 5X 470)=16.55N/mm2 74.31kN,偏 心距 e=8-2.5=5.5cm 偏心力矩 M= Ne=338.12X 5.5=18.60kN

16、m,采用 hf=10mm侧对厶 N: t =338120/(2 X 0.7X 10X 508)=47.54N/mm2对 M : (T f=6M/(2 X heX lw2)=6 X 18600000/(2X 0.7X 10X 5082)=30.89N/mm2 则焊缝强度为：2( a f/B f) 2+ t f2=53.86N/mm2280.43cm2,垫板采用-100X 100X 12,孔径26mm,实际底板净面积为：An=784-2X4X5-3.14X52/4=724.4cm2底板实际应力：q=3271.8/724.4=4.52N/mm2ai= V (14-0.5)2+(14-0.6)2=18

17、.92cmb1=13.5X13.4/18.92=9.45cmb1/a1=9.45/18.92=0.50查表得 B =0.056,贝M= B qa2=0.056X 4.52X 189.22=9060.85N mm所需底板厚度：t6M max/f= V6X 9060.85/205=16.28mm用t=18mm,底板尺寸为-280X 280X 18 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=327.18/4=81.80kN,M=Ve=81.80X 6.65=543.97kN cm,加劲肋高度、厚度与中间节点板相同(即-378X 140X 10)。采用hf=6mm,验算焊缝应力：对 Vt f=81800/(2X 0.7X 6X 483)=20.16N/mm2对 M(T f=6 X 5439700/(2X 0.7 X 6 X 4832) =16.66 N/mm2V(a f/B f)2+ t 2=V( 16.66/1.22) 2+20.162=24.35N/mm2 节点板、加劲肋与底板连接焊缝计算采用hf=8mm,实际焊缝总长度：艺 lw=2X (28+11.8X 2)-12 X 0.8=93.6cm焊缝设计应力：(Tf=327180/(0.7X 8X 936)=62.20N/mm2 B fff=1.22X 200=244N/mm2(5) 下弦中央节点