钢结构三角形屋架课程设计

1、一、设计资料 某厂房屋架跨度18m，屋架间距6m，柱高4.5m，屋面坡度1/3, 抗震设防烈度为7度，屋面材料为石棉水泥中波或小波瓦、油毡、木望板。薄壁卷边Z型钢檩条，檩条斜距为0.778m，基本风压为0.35kN/，雪荷载为0.20kN/。钢材采用Q235-B。焊条采用E43型。二、屋架形式、几何尺寸及支撑布置屋架形式、几何尺寸及支撑布置如图1-10所示，上弦节间长度为两个间距，有节间荷载。上弦横向水平支撑设置在房屋两端及伸缩缝处的第一开间内，并在相应开间屋架跨中设置垂直支撑，在其余开间屋架下弦跨中设置一道通长的水平系杆。上弦横向水平支撑在交叉点处与檩条相连。为此，上弦杆在屋架平面外的计算长

2、度等于其节间几何长度；下弦杆在屋架平面外的计算长度为钢屋架跨度的一半。 简图 屋架支撑布置 图1-10 屋架形式、几何尺寸及支撑布置三、荷载（1）恒载 标准值 石棉瓦 0.2kN/0.949=0.21kN/ 油毡、木望板 0.18kN/0.949=0.19kN/ 檩条、屋架及支撑 0.20kN/ 合计 0.6kN/（2） 活载 活载与雪载取最大值 0.30kN/因屋架受荷水平投影面积超过60，故屋面受均布活荷载可取为（水平投影面）0.35kN/。（3）风荷载 基本风压 0.35kN/（4） 上弦的集中荷载及节点荷载 见表2-1及图1-11、图1-12 图1-11 上弦集中荷载 图1-12 上弦

3、节点荷载 表2-1 上弦集中荷载及节点荷载表荷载形式荷载分类集中荷载（设计值）P/kN节点荷载（设计值）P=2P/kN备注恒载2.6575.314P=0.6kN/0.7786m=2.657活载1.3292.658P=0.3kN/0.7786m=1.329（5）风荷载以左吹风为例计算，右吹风同理计算，根据公式计算，高度小于30m的单层厂房，取1.0，查表，B类地面粗糙程度，取1.0，取值迎风面-0.47，背风面-0.5。 屋面风荷载标准值迎风面 背风面 上弦节点风荷载 迎风面 背风面 图1-13 上弦节点风荷载4、 内力组合 内力计算表 1.35恒载+1.40.7活荷载+1.40.6风荷载 1.

4、2恒载+1.4活荷载+1.40.6风荷载 1.2恒载+1.40.7活荷载+1.4风荷载 1.35恒载+1.40.7半跨活载 1.2恒载+1.4半活载 内力组合表5、 杆件截面的选择（1） 上弦杆 整个上弦不改变截面，按最大内力计算。杆1内力N=-157.96kN,=1.48kNm，=1.11kNm。选用270mm6mm，A=16.32，=38.74,=14.96,，。 长细比 由查表得（B类截面），则 塑性系数 1）弯矩作用平面内的稳定性。此端节间弦杆相当于规范中两端支承的杆件，其上作用有端弯矩和横向荷载并为异号曲率的情况，故取等效弯矩系数用跨中最大弯矩=1.48kNm验算，代入公式得 对于这

5、种组合T形截面压弯构件，在弯矩的效应较大时，可能在较小的翼缘一侧因受拉塑形区的发展而导致构件失稳，补充验算见下式 显然另一侧不控制构件平面内的失稳。故平面内的稳定性得以保证。2） 弯矩作用平面外的稳定性。由于，所以梁的整体稳定性系数可由下式计算 等效弯矩系数，用跨中最大正弯矩=1.48kNm验算，代入公式得根据支撑布置情况，可知上弦节点处均有侧向支承以保证其不发生平面外失稳。因此，可不必验算节点处的平面外稳定，只需验算其强度。3） 验算强度。上弦杆节点“2”处（图1-14）的弯矩较大，且又比较小，因此截面上无翼缘一侧的强度，按下式验算 （2） 下弦杆 下弦也不改变截面，按最大内力计算。杆7的轴

6、心力。选用2，长细比 强度验算（3） 腹杆 杆10内力N=-13.53kN。选用， 长细比 由查相关表得（B类截面），则 其中，0.814为单面连接单角钢的强度折减系数 屋架杆件截面选用表六、节点设计节点编号如图1-14所示。 图 1-14 屋架杆件连接焊缝表 （1） 节点“1”1) 支座底板厚度。支座反力 设，底板净面积 板下压应力 ，则 所需底板厚度 ，取 2） 支座节点板与底板的连接焊缝。设，按下式计算 支座节点板与加劲肋的连接焊缝厚度取，计算从略。3） 上弦杆与节点板的连接焊缝。N=157.96kN，设焊缝厚度，焊缝计算长度 杆件轴心力N，假定全由角钢肢尖焊缝传递，并考虑传力的偏心影响，其中偏心距 ，按下式计算 （2） 节点“2”、“3”，节点荷载P假定由角钢肢背的塞焊缝承受，按构造要求节点板较长，故焊缝强度可以满足，计算从略。 节点两侧上弦杆轴心力之差，假定由角钢肢尖焊缝承受，并考虑偏心力矩的影响，计算结果见下表。 上弦节点之间焊缝表（3） 节点“4” ，节点荷载P，假定由角钢肢背的塞焊缝承受，同上构造要求考虑即可满足 ，计算从略。 1）上弦杆拼接角钢的连接焊缝，以该节的最大轴力N，设，按下式计算，取120mm 2）上弦杆角钢与节点板的连接焊缝，以上述轴心力的15%按下式计算，设，按构造要求为220mm，取则 （4） 节点“5” 1）下弦杆拼接角钢的