三角形钢屋架课程设计指导书

三角形钢屋架课程设计1三角形钢屋架课程设计任务书1.1设计题目设计某市郊区某机械加工单层单跨厂房的三角形屋架。1.2设计资料某机械加工厂房，设有两台工作级别A4的软钩吊车，建筑平面示意图如图1所示，屋面材料采用上下两层多波形压型钢板，中间用20mm厚矿渣棉板保温层，屋面离地面高度约为20m。屋架两端支撑于截面为400mm×400mm的钢筋混凝土柱上，柱子的混凝土等级为C20。图1建筑平面示意图1.3设计内容（1）选择钢屋架的材料；（2）确定钢屋架的几何尺寸；（3）屋架及屋盖支撑的布置；（4）檩条的设计；（5）钢屋架的设计；（6）绘制钢屋架施工图。1.4参考资料（1）《钢结构设计规范》（GB50017）.（2）《建筑结构荷载规范》（GB50009）.（3）《建筑抗震设计规范》（GB50011）.（4）《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068）.（5）《建筑结构制图标准》（GB/T50101）.吓（困6笋）《建筑结构欺设计术语和符摸号标准》炮（伴G酷B沿／岂T50083鸣）羊.静（席7浇）怜周俐俐，姚勇引等编融著采.刷土木工程专夺业继渗钢结构课程设过计指锄南水.羡暮北京：中国水纱利水电出版社搜，知识产权出浮版社寇，些2007.5玻.抛2匀、纺三角形钢屋架担课程设计指导冻书个参见梯形钢结岛构屋架课程实皱际指导书裁。曾3员、球三角形钢屋架躁课程设计实例俊3.1窑刚设计资料乞母恼鱼三角形（芬克刷式）屋架跨度览24m脏，间距犹6m妖，屋面材料为参压型钢板（自甘重有0.12喊），屋面坡度绵1孙／尖2.仗5售，厂房长度为卖60m驼。基本风灭压炼0.40狭，雪荷载敏为戏0.35袋，屋面高度为错（平均约）同20m窝，屋架支撑于植钢筋混凝土柱猛上。钢材采炎用苏Q235B质,滔焊条采庭用鹰E4专3高型。拍3.2静失屋架尺寸和檩滥条、支撑布置1.屋架尺寸卡屋架计算跨度际：粘=僵－喷300=24穷00店0贴－膏300=23挂700mm任屋面倾角：抽瑞屋架旗跨中的高度为模：上弦长度：节间长度：胃节间水平投影局长度：枝a=册=2127×恶0.9285成=顶1975mm启屋架几何尺寸沸见图亮2栽。让杰律牧崇技消图刻2经态屋架几何尺寸壮（单位疤：饰m亦m等）异2.才檩条和支撑布萌置马根据屋面材料损的最大容许檩骤距，可将檩条拣布置于上弦节睛点上（见图遇2著），檩距为节枯间胖长度。在檩条纳的跨中设置一纵道拉条。看根据厂房总长昌度逼60m立，跨度为寿24m使，有中级工作显制吊车及第一秤开间尺寸苍5.5m颈等因素，可在业厂房两端的第揪二开间设置一敌道上弦横向水效平支撑和下弦忘横向水平支撑哀，并在同一开脖间两榀相邻屋赠架的腹杆间设溜置两道垂直支椒撑（在跨度顷1棉／戴3魔左右处各一道鞠，见额图岭3篇）。抵上弦檩条可兼味做系杆，故不剑另设系杆，在乳下弦跨中央设添置一道通长的登柔性系杆。此菌外，在厂房两彼端的第一开间献下弦各设置三果道刚性系杆（蓝见图烟3柴）。灯图欠3旨镰屋架支撑布置档（单板位社;m坟m卖）颂（拒a矮）上弦横向水绸平支撑；覆（卸b泡）下弦横向水欧平支撑；杠（旱c饥）垂直支撑币3.存3惯评檩条的设计退选用波[城12.6闯槽钢截面，由暑型钢表查疯得鉴，自重北12.32k财g邻／殿m沫≈埋0.12朋，输=62.1紫，套=10.2达，碎=391候。糖1蒜.羽荷载计算（对薄轻屋面，可只将考虑可变荷载圾效应控制的组倚合）良永久荷载：（泉坡面）财压型钢板叹：破0.12×2历.127=0象.26恶檩条和拉条：塘做敏0.12挠就谈犁表何=0.38床可变荷载：（舅檩条受荷水平腰投影面积旗为鱼2.217×似6=12.7齿6俩，没有超孤过核60卧,搬故屋面均布活挑荷话载岭取解0.5蔑，大于雪荷载豆，故不考虑雪划荷载。）先=0.5×2鲁.217行=0.5×2验.217×0跟.9285=绣0.99演檩条均布荷载帽设计值：诊=鞋+游=1.2×0甩.38+1.充4×0.99哨=1.84失翠=糊=1.84×湖0.9285平=1.71吧名=间=1.84×照0.3714死=0.682.强度验算萝制弯矩设计值（抗见图阔4鬼）：研泰帆忽阔妹抱许图4弯矩图谢=骂=骆×1.7着1仪×世=8.00茅=言=如×界0.68惊×旷=陷0.77京（因炎为惜在檩条的幅跨鹰中设置了一道屈拉条）壤檩条的最大应袜力（拉应力）妹位于槽钢下翼堂缘的肢尖处。3.刚度验算困只验算垂直于珍屋面方向的挠辣度。荷载标准值：柔巾+谅=0.38+鹊0.99=1沸.37京因有拉条，不热必验算整体稳非定性。故选用魂[满12.季6独槽钢檩条能满吊足要求。惯3.4小鬼屋架节点荷载挠计算昌1仙.井永久荷载（水齿平投影面）场压型钢锁板印炉冈槐敢繁目0.12般／苗0.9285提=0.13尘檩条和拉类条膝塔勾弊渠恐0.12傅／织1.975=杏0.06境屋架拳和支撑自重暮建0.12+她0.11L题=0.12+勺0.011×危24=0.3茫8科杯烧狗起貌斤迷旁触欧组山艰接乞价草语逮=0.57饰2垃.劈屋面活荷载缠屋面活荷载旬为守0.5时。3.风荷载静朋互胸风荷载高度变纠化系数宴为非1.2牌5测，屋面迎风面忧的体型系数为雄－刺0.32辜8新，背风面为带－看0.笔5窄，所以负风压帽的设计值为（雕垂直于屋面）郑俭井迎风面：凳=走－叠1.鞭4将×1.25×趣0.328×缓0.4=-0得.23涝妙下背风面：偏=繁－辱1.4烈×1.25×乡0.5×0.睛4=-0.3枪5裤婶和飘均小于永久荷两载（荷载分项桐系数徐取曲1.鹊0机）污垂直与屋面的近分幅量运0.57×0斑.9285=形0.53纱，所以永久荷申载与风荷载联论合作用下不会煤使杆件的内力府变号，故风荷抛载产生的内力循的影响不予考剧虑。遇4.宰屋架上弦在檩震条处的集中荷胁载历屋架上弦在檩碧条处的集中荷过载设计值由可可变荷载效应控蛋制的组合为筒F桨=百（笼1.2×0.丛57+1.4动×0.脚5历）丹×6×1.9兵75=16.号4钱3.5洋军屋架杆件内力章计算夸山由于屋面坡度您较小，风荷载充为吸力，且远摇小于屋面永久旧荷载，故其励与抱永久荷载组合庙时不会增大杆更件的内力，因拴此不予考虑。曾芬克式屋架在磨半跨活荷载作摘用下，腹杆雪内力不会变号甘，故只需按全建跨永久荷载与匆全跨裕可变毫荷载组合计算面屋架杆件的内滑力。铅屋架杆件内力筐计算可用图解沈法或数解法进丧行。本例屋架良为标准屋架，僵可直接由建筑计结构设计手册诚查得各杆件的收内力系数，然写后乘以节点荷趣载即为各相应拢杆件的内力。兰分别如表零2烂和图厅5压饥所示。牌勺锤章底剩图抽5蓄预杆件内力图（数单位丹：夹k垒N门）傲表晌2凯爽屋架杆件内力眠计算表湖杆件名称仙杆件厕内力系数摆内力设计值（垮）臂上式首弦些AB影-14.81揉-242.9圈BC诸-13.66姥-224.0投CD游-14.07欧-230.8要DE泡-13.70些-224.7坡EF熟-12.55汤-205.8绸FG溪-12.95宣-212.4殖下倚译弦厨AH蛾+13.75除+225.5见HI押+11.25兽+184.5材IJ胶+7.50住+123贴腹葵直杆舌DI战-2.79朽-45.8默B肉H但、尘CH央-1.21最-19.8拜E滚K队、嗽FK贼-1.21碗-19.8奉H举D真、塞DK芦+2.50鬼+41戏IK珠+3.75业+61.5护KG娘+6.25奋+102.5筑GJ赢0.00纪0采注：负为受压毅，正为院受捞拉。饿3.6睬潜杆件截面选择肯弦杆端节间最丽大内力为欠－嚷242.9巷，由焊接屋架晚节点板厚度选捐用表，可选用斤屋架中间节点暂板厚度为滤8mm牙，支座节点板驼厚度为齐10mm支。劫1.违上弦杆嗽（见良图退6恳）身整个上弦杆不查改变截面，按蚊最大内力计算汤。呆图哑6着鲜上弦截面研=陶－下242.9煌，耐=败212.7c环m虚，屿=2永=2×212毒.7=惰425.4c播m保。选用敬2鼠∟域90×7递组成的你T齐形肌截面，节点板争厚为乏8mm订，查型钢表得衔A=2×12孤.3=24.挤6料，隐，立爷蛛根据表查表得件，则迎故害所迹选截面合适。案2.翼下弦杆辆（见赠图睛7蛮）胁图伴7刷将下弦截面镇下弦杆也不改把变截面，按最堡大内力计算。洗，屋架平面内怕的计算长度取梨最大节间凭长度，即乌。因屋架下弦轰在跨中央设有亿一道通长的系凭杆，故屋架平笋面外的计算长绞度取侧向固定纯点间的距离，选即惊。构所需截面面积绢为敏：缝选斑用鱼2拴∟跳75×50×照5茧短肢相连的需T手形截面，由型脑钢表查得逼钞=铁=2×6.1怕3=12.2竭6梳,兵=竿1.44cm毛，休=枣3.86cm荡故所选截面合劲适。3.腹杆DI杆经什焰=齿－皱45.8叫,割=0.8播=0.8×2屯55.5=胃204.4c伍m杰，怖=络=灶255.5c轻m校拘选除用安2讯∟祖50×4宋，扣A=2×3.饮9=7.8磁，能=折1.54cm唯，垮=围2.藏35危cm掘。奉根据全，查表得荣，则穴所选截面合适厘。糖（新2酬）叠BH槐、霉CH押、庙EK路、沟FK材杆随N=-19.门8双，喉=环166.4c弊m烧选用惰∟钞50×4州单角钢截面，见A=3.9书，重=鼠0.99cm扒，则歇=0.9征=0.9×1塔66.4=纲149.8c派m耕=嘱=宿=15扑1把≈吉=150由，查表得。刮单角钢单面连认接计算构件稳盘定性时强度设漠计值折减系数武为废故所选截面满私足要求。桶（埋3低）惨HD跟、守DK素杆，绑选用鱼∟闪45×4尽单角钢截面，仅，懂=0.89c妹m务，钞单角钢单面连此接计算构件强娃度时的强度设诞计值折减系数展，则蓬故所选择的截乡面合适。众（挡4带）头IK氏、男KG梳杆秀两根杆件采用梦相同的截面，揉用按最大内力排=102.5寻计算，公=棵=搁343.7c烦m颗，确=2葵=2×343械.7=挂687.4c自m馒告考选休用雀2胸∟科45×啄4欣，搜A=2×3.芬49=6.9待8陆，芹=屠1.38cm负，塘=柔2.16cm元。洪所选截面合适住。滤（摧5临）武G宝J非杆。撤N=0,叙=座474cm脚对有连接垂直细支撑的屋谦架姐W厉J腹—电2劣，采舌用址2泥∟个56×殃4端组成十字形截楚面，并按受压熊支撑验算其长探细比。状=0.9串=0.9×适474=声426.6项cm向，吨=链2.18cm故满足要求。扶对不连接垂直浅支撑的屋忆架宪W压J颜—这1灌，选课用择∟疏56×眼4宫单角钢，并按尘受拉支撑验算陪其长细比，故满足要求。桌屋架各杆件截券面选择情况赢见捞表强3璃。敢表弹3我群屋架杆件泄截愁面选择由杆件名称亚杆件脂编号俯内力设计值孔（顺k旬N碑）颤计算长度测（拘m服m站）碍选用截面抬截面面积跨A犁（诵cm涝2储）月杆件受力类型斜长细比马容许长细比眉计算应力匀(谨N/mm瞒2藏)慨杆件端部的角翅钢肢背和肢尖句焊缝华（锐m校m弊）季填板数驻(舰每节角间遮)屡上弦训A呼B传、宽B滴C狸、芒C埋D伸、盛D麦E额、嫌E算F源、箭FG业-242.5锦2127抛4254雪2乞∟顾90×7计24.6恶压杆伤76.5玻106.4泄150不0.515舅191.7往—锹1辛下弦己A拳H用、猴H生I峡、须IJ深225.5纤4976辉1185把2冲∟柱75×50×轮5型12.26终拉杆蚁346猴322尽350淹—批183.9佣6愤—葬150淘4奇—谢80洞2幅腹杆陶DI侦-45.8访2044买2555多2驻∟叔50×4世7.8洋压杆亡133终108.7碑150哑0.375鱼156.6紧4虎—赤50蠢4熔—沫50嘴2惨B壁H蛮、烧C猜H功、决E羊K劝、既FK溜-19.8咳1498撕1498衫∟洒50×4迁3.9乱压杆就=151敞150住0.304岭167绿4税—骡50胀4粗—蛾50赛H围D撇、候DK毯41活3090羡3090驴∟扩45×4勺3.49天拉杆忘=347.2眼350前—县117.5洞5位—姨80幕4烂—采50耽I卖K孙、蛙GK早+102.5族3437牺6874建2吹∟钱45×4阿6.98择拉杆雨249尤318.2榨350商—稀146.8对5槽—白80虫4它—油50杏2语GJ竟0失（压）寺4266昏4266竿2苏∟退56×4抚8.78炼压杆艇=195.7梨200塞—岩—均4喊—扇50翅4书—庭50偷7帖0暴（拉）修4266坡4266荒∟焦56×4挠4.39终拉杆怕=384.3茶400械—匀—户4少—记50折4看—于50跨3.7笑姻节点设计捆本例只选择几略个有代表性的非、重要的节点陡进行计算，其甜余节点的计算廊过程从略，可炒参见屋架施工质图。熄屋脊节点（见迅图透8遍）商腹暂杆过G车K塘与节点板的连蒙接焊缝，查表苍得激（以下同），睬取肢背和肢尖着的焊脚尺寸分务别为陶和库，则杆端所需爪的焊缝长度分汗别为肢背：故取。蒸携雨智猎图配8泄贪屋脊节点（单奴位捐：付m荐m脊）故肢尖：侦取脸=50m犹m戏。寄拼接角钢采用巩与上弦杆等截术面，肢背处削秩棱，竖肢切骑去株V=晨t+诱+5=度17mm兼，桨取推V=卫20mm涌，并将竖肢切桂口后经热弯成拿型用对接焊缝岩焊接。拼接接爽头一侧所需的宴焊缝计算长度寿为屋标辜=险=号=仆95mm隐拼接角钢的总感长度为可颈惕=线2贺（终+1雷0凡）侨+d=白2临（猾95+1响0百）踩＋朝50夕=签260mm浩上弦杆与节点贴板的塞焊缝，押假定承受节点秃荷办载还F谊／发2罩，验算从略。未上弦肢尖与节念点板的焊缝连菜接按弦杆内力携的剧15%在计算，且考虑滤由此产生的偏悠心弯矩北作用（偏心嫁距磁e=议65mm扩）。设肢尖焊直缝焊脚尺寸默=屿5mm协，节点板总长男度为乎660mm婚，则节点一侧宁弦杆焊缝的计问算长度为去煎=婶（屈66活0帆／旗2点）／旨-20-10鸣＝雪（帆660/伏2锋）烛/0.928款5紫－霸2绩0垂－念10王=帽325mm焊缝应力为弦畜=劫=幼=掘14浸=廉=可=川16.8漠=努=20.3盼＜絮=160却由以上计算结愁果可知，因弦驰杆与节点板的叠连接焊缝受力枣不大，且连接滔长度较大，故墨可按照构造进患行满焊，不必闻计算。场2.揪下弦俩拼接节点（见祸图次9模）慕耻敢垂国派图听9副震下弦拼节点（叠单位韵：书m惑m讨）棕屋架跨度龄24m硬超过运输界限趟，故将屋架分歼为两个运输单膜元，在屋脊节腰点凶G欢和下弦节砖点米I萌处设置工地拼摸接。腹杆杆端电与节点板的焊浆缝连接论按报I播K饮和为I苍D际中最大内力盾计算。承设肢背和肢尖要的焊脚尺寸均馋取趟，则杆端所需育的焊缝长度分耻别为肢背：薯故脆取则60m默m冠。肢尖：猾故坑按构造取辅5醋0m秧m盘。钥弦杆与节点板分的连接焊缝按更弦杆内力堤与折的内力差计算币，因为内力差燃较小，按构造则布置焊缝即可暮满足要求，不溜必计算。提拼接角钢采用搭与下弦杆相同吉截面，肢背处苦削棱，竖肢切流去涛V=t+庭+5=15m恋m共。按拼接焊缝留与杆件等强度亭原则，接头一垮侧所需的焊缝轻计算长度为雪礼们=夏拼接角钢所需庄总长度为闯=洋2铺（偶+1暖0父）宝+10=距2守（用120+1夏0粗）址+10=劝270mm属3.耀上弦节高点济D占（见图漆10怕）况饱栋段姻迁卖图暖10允同上弦节匠点晨D触（单位今：改m令m付）发各腹杆杆端与犁节点板的焊缝蔑计算从略，节针点板的形状和索尺寸如图立10痒所示。便上弦肢背塞焊涝缝承受檩条传委来的集中荷载打（节点荷载击）捉F门，取节点板缩焰进肢虏背洁5m年m是，脚=嘉t铜／傲2=劣4mm暑，则访肢尖与节点板膏的焊缝承受弦悄杆的内力差为语=蝶-甩=-230.徒8+224.犬7=-6.1旨偏心盖距逝e=65m池m金，且节点板长名度较大，故可夏不作计算，按泻构造要求布置活焊缝进行满焊赌即可满足条件蛛。局支座节点。（乏见图表11棵）椅每逆绢鱼图酷11页晓支座节点（单箱位强：并m仗m亩）毁屋架支撑与钢袜筋混凝土柱上趣，混凝土强度耀为呜C2挎0演，榨=10狸为便于施焊，乘取下弦轴线至泥支座底板上表亚面的距离为恼160mm北，并设置图捕12钻所示加劲肋。发下弦杆端与节胃点板的焊缝取辜肢背和肢尖的涨焊缝尺寸分别浇为喜=址6mm泛和庙=奏4mm烂，则所需焊缝拾长度为嗽：违肢背：协=役+12=眠+12酷=幻+12=痒125光mm淡故浇取温130尤m肥m率。窗肢尖：蚕=镰+8=隔+8=乖+8=炎83绍mm与故刚按构造取兼90母m昼m摄。屋上弦杆端与节雨点板的焊缝，刻由于焊缝长度米较大，可不必代计算，按构造逃要求即可。袋(赚1)服支座底板计算筹。支座反力