钢结构课程设计

发布 2022-10-01 19:22:28 阅读 3802

1、 屋架铰支于钢筋混凝土柱顶,混凝土标号c25,柱顶截面尺寸为400mm×400mm。

2、 车间柱网布置:长度120m;柱距6m;跨度l=24m。

3、 上弦平面侧向支撑间距为两倍节间长度,下弦平面在柱顶和跨中各设一道纵向系杆。

4、 屋面坡度1﹕10.

5、 钢材采用q235b钢,焊条为e43xx系列,手工焊。

6、 屋面荷载标准值见表1

表1 荷载标准值。

7、 屋架计算跨度: =l – 2×0.15=24-2×0.15=23.7m,屋架形式和几何尺寸如图1所示。

图1 屋架尺寸及几何形式。

根据荷载规范,屋面活荷载与雪荷载不会同时出现,取两者较大值者(雪荷载0.75>屋面活荷载0.70,取活荷载为0.75)计算。屋面荷载汇总表如表2所示:

表2 屋面荷载汇总。

设计屋架时,应考虑以下三种组合:

1) 组合一:全跨永久荷载+全跨可变荷载。根据荷载规范,具体有以下两种情况。

所以组合一屋架上弦节点荷载为。

2) 组合二:全跨永久荷载+半跨可变荷载。

全跨永久荷载:

半跨可变荷载:

3) 组合三:全跨屋架及支撑自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载。

全跨屋架及支撑自重:

半跨屋面板重+半跨活荷载:

本设计采用数值计算杆件在单位节点力作用下各杆件内力系数(单位节点力分别作用于全跨、左半跨、右半跨),内力计算结果如表3所示。

表3 屋架杆件内力组合表。

腹杆最大内力n=-448.55kn,查附表1,中间节点板厚度选用10mm,支座节点板厚度选用12mm。

整个上弦杆采用等截面,按gh,hi杆件的最大内力设计,即 n=-613.83kn。

上弦杆计算长度:

在屋架平面内,计算长度系数为1.0,计算长度。

在屋架平面外,计算长度系数偏安全地取2.0,计算长度。

根据平面外的计算长度,上弦截面选用2l125×80×10,短肢相并,如图2所示。

图2 上弦截面。

肢背间距a=10mm,所提供的。

a=39.424 , 2.26cm, =6.11cm, =1.92cm

1) 刚度验算。

满足。2) 整体稳定验算。

所以绕y轴弯扭屈曲的换算长细比为。

,上弦杆绕x轴弯扭屈曲,按 b类截面查得稳定系数= 0.770

满足。整个下弦杆采用等截面,按bc杆件的最大内力设计,即。

n=611.40kn

下弦杆为受拉构件,可只需计算面内的长细比,计算长度系数为1.0,计算长度。

选用2l80×10,提供:

1) 刚度验算。

2) 强度验算。

满足。3、端斜杆ac (ad—dc)

端斜杆在节点d处不断开,由于ad断与支座相连,dc属于再分式的一部分,所以,ad段面内面外的计算长度系数均为1.0;dc段平面内计算长度系数为1.0,平面外计算长度系数为2.

0.dc段:杆件轴力: n=-413.80kn

计算长度1.928m =2=2×1.928=3.856m

选用2l90×10,如图3 所示。

图3 端斜杆截面。

提供。1) 刚度验算。

满足。2) 整体稳定验算。

所以绕y轴弯扭屈曲的换算长细比为,dc杆绕y轴弯扭屈曲,按b类截面查得稳定系数=0.596,则,满足。

ad段:当采用2l90×10时,经验算满足要求,所以端斜杆ac采用2l90×10

杆件轴力: n=34.58kn

面内和面外的计算长度系数分别为0.8和1.0,计算长度。

选用2l45×4,提供。

1) 刚度验算。

2) 强度验算。

杆件轴力: n=-86.46kn

面内和面外的计算长度系数分别为0.8和1.0,计算长度。

选用2l50×6,提供。

1) 刚度验算。

满足。2) 整体稳定验算。

所以绕y轴弯扭屈曲的换算长细比为。

eb杆绕x轴弯曲屈曲,按b类截面查得稳定系数 =0.358,则。

满足。其余各杆件的截面设计如上设计过程,根据各杆件的内力性质,可得各杆件的截面尺寸,如表4~表6

表4 拉杆设计表。

各杆件的计算内力,截面规格及形心距汇总见表7所示

表7 杆件信息汇总表。

注:带*号的截面为短肢相并不等边双角钢截面,不带*号的为长肢相并不等边双角钢截面或等边双角钢截面。

(a)“eb”杆。

杆件轴力n=242.86kn,截面为2l56×8,节点板厚10mm,肢背和肢尖的内力分配系数分别为,角焊缝强度设计值。

肢背焊缝焊脚尺寸取。

所需焊缝长度。

肢尖焊缝焊脚尺寸取。

所需焊缝长度。

b)“bf”杆。

杆件轴力n=-101.62kn,截面为2l56×8,节点板厚10mm,肢背和肢尖的内力分配系数分别为,角焊缝强度设计值。

肢背焊缝焊脚尺寸取。

所需焊缝长度。

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