钢结构课程设计汇本21米梯形屋架

1、.wd21m跨径简支梯形钢屋架设计有檩一、 设计资料厂房跨度为21m，长度为108m，柱距为12m，简支于钢筋混凝土柱上，屋面材料为长尺压型钢板，屋面坡度为i=1/10，采用轧制H型钢檩条，水平间距自定，雪荷载为s0=0.25 KN/m2，不考虑风压。钢材采用Q235B，焊条采用E43型，混凝土标号为C20。1、屋面荷载标准值：屋架及支撑自重 0.117+0.11L=0.117+0.011*21=0.348压型钢板 0.15*=0.151檩条约0.5KN/M,间距1.5m 0.333 恒荷载总和 0.832雪荷载 0.25小于0.5，取屋面活载0.5积灰荷载 0.6活载总和 1.12、屋架计算

2、跨径：。3、屋架形式及图示如图1：二、荷载与内力计算2.1、荷载计算根据荷载标准，屋面活荷载与雪荷载不会同时出现，取两者较大值计算。屋面荷载汇总： 表1 屋面荷载汇总荷载类型荷载名称荷载标准值永久荷载D总计0.832 kN/m2可变荷载雪荷载L1.1 kN/m22.2、荷载组合节点荷载设计值 按可变荷载效应控制的组合 其中永久荷载的分项系数,屋面活载或雪荷载载荷分项系数,组合只设计值，积灰荷载 按永久荷载效应控制的组合 其中永久荷载的的分项系数，活荷载的分项系数，故节点荷载取44.1792,支座反力。2.3、内力计算屋架在上述荷载组合作用的计算简图4所示，用软件求得在F=44.1792作用下屋

3、架各杆的内力入图4所示。内力计算杆端内力值 ( 乘子 = 1)-杆端 1 杆端 2 - - 单元码轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩- 1 182.434108 0.00000000 0.00000000 182.434108 0.00000000 0.00000000 2 433.138342 0.00000000 0.00000000 433.138342 0.00000000 0.00000000 3 531.366341 0.00000000 0.00000000 531.366341 0.00000000 0.00000000 4 522.482935 0.00000000 0.0000000

4、0 522.482935 0.00000000 0.00000000 5 522.482935 0.00000000 0.00000000 522.482935 0.00000000 0.00000000 6 531.366341 0.00000000 0.00000000 531.366341 0.00000000 0.00000000 7 433.138342 0.00000000 0.00000000 433.138342 0.00000000 0.00000000 8 182.434108 0.00000000 0.00000000 182.434108 0.00000000 0.00

5、000000 9 -22.0896000 0.00000000 0.00000000 -22.0896000 0.00000000 0.00000000 10 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 11 -332.264738 0.00000000 0.00000000 -332.264738 0.00000000 0.00000000 12 -332.264738 0.00000000 0.00000000 -332.264738 0.00000000 0.00000000 13 -500.4647

6、91 0.00000000 0.00000000 -500.464791 0.00000000 0.00000000 14 -500.464791 0.00000000 0.00000000 -500.464791 0.00000000 0.00000000 15 -540.902301 0.00000000 0.00000000 -540.902301 0.00000000 0.00000000 16 -540.902301 0.00000000 0.00000000 -540.902301 0.00000000 0.00000000 17 -540.902301 0.00000000 0.

7、00000000 -540.902301 0.00000000 0.00000000 18 -540.902301 0.00000000 0.00000000 -540.902301 0.00000000 0.00000000 19 -500.464791 0.00000000 0.00000000 -500.464791 0.00000000 0.00000000 20 -500.464791 0.00000000 0.00000000 -500.464791 0.00000000 0.00000000 21 -332.264738 0.00000000 0.00000000 -332.26

8、4738 0.00000000 0.00000000 22 -332.264738 0.00000000 0.00000000 -332.264738 0.00000000 0.00000000 23 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 24 -22.0896000 0.00000000 0.00000000 -22.0896000 0.00000000 0.00000000 25 -340.214382 0.00000000 0.00000000 -340.214382 0.00000000 0.

9、00000000 26 256.955055 0.00000000 0.00000000 256.955055 0.00000000 0.00000000 27 -44.1792000 0.00000000 0.00000000 -44.1792000 0.00000000 0.00000000 28 -194.890286 0.00000000 0.00000000 -194.890286 0.00000000 0.00000000 29 123.262805 0.00000000 0.00000000 123.262805 0.00000000 0.00000000 30 -44.1792

10、000 0.00000000 0.00000000 -44.1792000 0.00000000 0.00000000 31 -69.2313881 0.00000000 0.00000000 -69.2313881 0.00000000 0.00000000 32 14.2081660 0.00000000 0.00000000 14.2081660 0.00000000 0.00000000 33 -44.1792000 0.00000000 0.00000000 -44.1792000 0.00000000 0.00000000 34 35.4192210 0.00000000 0.00

11、000000 35.4192210 0.00000000 0.00000000 35 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 36 35.4192210 0.00000000 0.00000000 35.4192210 0.00000000 0.00000000 37 -44.1792000 0.00000000 0.00000000 -44.1792000 0.00000000 0.00000000 38 14.2081660 0.00000000 0.00000000 14.2081660 0.00

12、000000 0.00000000 39 -69.2313881 0.00000000 0.00000000 -69.2313881 0.00000000 0.00000000 40 -44.1792000 0.00000000 0.00000000 -44.1792000 0.00000000 0.00000000 41 123.262805 0.00000000 0.00000000 123.262805 0.00000000 0.00000000 42 -194.890286 0.00000000 0.00000000 -194.890286 0.00000000 0.00000000

13、43 -44.1792000 0.00000000 0.00000000 -44.1792000 0.00000000 0.00000000 44 256.955055 0.00000000 0.00000000 256.955055 0.00000000 0.00000000 45 -340.214382 0.00000000 0.00000000 -340.214382 0.00000000 0.00000000-三、杆件截面选择腹杆最大内力340.21KN压，由屋架节点板的厚度参考表7.4可知，支座节点板的厚度取12mm，中间节点板厚度10mm。3.1 上弦 整个上弦不改变截面，按最大内

14、力计算,. 选用2L11012 A=63.2 <=150 双角钢T型截面绕对称轴y轴应按弯扭屈曲计算长细比故，按b类附表查=0.791 填板每个节间放一块满足范围内不少于两块3.2 下弦整个下弦杆采用同一截面，按最大内力计算连接支撑的螺栓孔中心至节点边缘的距离约为100mm，可不考虑螺栓孔削弱。选用2L125断肢相并 A=39.4 <=350填板每个节间放一块 3.3 斜腹杆45杆 N=-340.21KN 选用(长肢相并) A=27.8故由按b类截面查表4.2的=0.6424填板每节间放三块 44杆 N=257.0KN 内力不大，按受压长细比控制截面选用长肢相并A=27.8 <

15、;=350截面验算 填板每个节间放一块 42杆 N=-194.9KN 选用 A=21.28故，按b类附表查=0.6768填板每节间放两块 41 杆 N=123.3KN 选用A=9.6 <=350截面验算 填板每个节间放一块 (39) 杆N=-69.3选用长肢相并A=12.28故，按b类附表查=0.397填板每节间放三块 38杆N=14.2KN 由于内力较小A=9.6每个节间放两块填板 36杆 N=35.4KN 由于内力较小，A=9.6。每个节间放两块填板 3.4 竖向腹杆24杆 N=-22.1KN 内力较小可按选择截面。选A=9.6 填板放两块，(43) 杆 N=-44.18KN 内力较

16、小可按选择截面。选A=9.6 填板放两块，(40) 杆 N=-44.18KN 内力较小可按选择截面。选A=9.6 填板放三块，37杆 N=-44.18KN 内力较小可按选择截面。选A=9.6 填板放三块，35杆 N=0 内力较小可按选择截面。选A=9.6 填板放三块， 但实际节点板宽度较大，故仍可用。屋架杆件截面选用表杆件名称杆件编号内力计算值KN计算长度m所用截面截面积m计算应力mpa容许长细比杆件端部的角钢肢背和肢尖焊缝mm填板数上弦杆17单元-540.9150.830063.2108.21501下弦杆6单元531.37300105039.4134.873501腹杆24单元-44.1815

17、92199.09.687150245单元-340.21201.44251.827.8190.5150344单元257.0201.44251.827.892350143单元-44.18182227.59.6149150242单元-194.9228.08285121.28135.3150241单元123.3228.0828519.6128350140单元-44.18206257.59.6126150339单元-69.3249.28311.612.28142150338单元14.2248.989.614.8350237单元-44.189.6149150336单元35.49.636.9350235单元

18、09.6020034、节点设计4.1 下弦节点8节点 先计算腹杆与节点板的连接焊缝：44杆N=257KN肢背肢尖 (43)杆N=-44.12KN 内力较小，按构造确定焊缝(42)杆N=-194.9KN肢背 肢尖 根据上面计算结果和构建之间应有的制作和装配误差，确定节点板的尺寸260350mm其次验算下弦杆与节点板的连接焊缝内力差由节点板的长度350mm，角焊缝的计算长度采用hf=6mm，肢背焊缝应力4.2上线节点23节点44杆N=257KN 肢背 肢尖 (45)杆N=-340.2KN 肢背 肢尖 验算上弦节点与节点板的连接焊缝：节点缩进8mm，肢背采用塞焊缝，承受的节点荷载Q=44.172KN

19、.量的节点板的宽415mm 焊缝承当的内力差偏心距e=11-3.16=7.84mm 偏心力矩M=*e=332.3*7.84=26.05KNMhf2=10mm4.3 屋脊节点17节点 hf=10mm拼接角钢的长度上弦节点板之间的焊缝：上弦肢尖与节点板的连接焊缝按上弦内力的15%计算，肢尖焊缝hf=10，节点板的长度45cm那么节点一侧弦焊缝的计算长度4.4跨中节点5节点 N5=522.48KN 肢背 肢尖 腹杆不受力，按构造焊接，=5mm所以节点板取。4.5 支座节点9节点 为了便于施焊，下弦杆角钢的水平肢的底面与支座地板的净距离取160mm，在节点中心加劲肋高度与节点板高度相等，厚度12mm。

20、4.5.1支座底板的计算支座反力 R=309.2544KN 混泥土C20 所需底板面积锚栓直径取d=25mm锚栓孔直径为50mm，所需底板面积A=An+A0=322.14+2*4*5+(3.14*52/4)=381.8cm2按构造要求采用底板面积为a*b=28*28=784>381.8cm2垫板采用100*100*20，孔径26mm，实际底板面积为地板实际应力： 查表4.8的=0.056，那么：M=0.0564.271892=8542Nmm底板厚度：所以底板尺寸4.52 加劲肋与节点板连接焊缝的计算一个加劲肋的连接焊缝所承受的内力取V=R/4=309.2544/4=77.3KNM=Ve=

21、77.37=541.1KNcm。加劲肋的高度，厚度取与中间节点板一样即,。采用=6mm，验算焊缝应力：4.5.3节点板、加劲肋与底板连接焊缝的计算采用=8mm，实际焊缝总长度：焊缝设计应力：五、参考文献1、戴国欣主编.钢构造第三版.武汉：武汉理工大学出版社，2007 2、张耀春，周绪红.钢构造设计原理.高等教育出版社，2021 3、建筑构造荷载标准GB5009-2001 4、钢构造设计标准GB50017-2003 5、建筑构造制图标准GB/T50105-2001六、完毕语 经过一个星期的努力，过程曲折可谓一言难尽，其中有不理解，有困惑。从开场时满富激情到最后汗水背后的复杂心情，点点滴滴无不令我回味无长。通过这次课程设计，我才真正