目录。1 设计资料 2
2 结构形式与支撑布置 2
2.1桁架尺寸及几何尺寸布置 2
2.2桁架支撑布置 3
3 荷载计算 5
3.1荷载统计 5
3.2内力组合 5
4 内力计算 6
4.1荷载组合计算简图 6
4.2内力计算 7
5 截面设计 10
6 节点设计 14
7 参考资料 23
1、唐山市某单层单跨工业厂房机加工车间柱网布置(见表1)。
2、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c25,地区计算温度高于-200c,无侵蚀性介质,设防烈度为8度(0.
2g),屋架下弦标高为18m;厂房内桥式吊车为2台120/30t(中级工作制)。
3、屋面材料:1.5×6.0m预应力钢筋混凝土大型屋面板。
4、屋面坡度i=1/10。
5、钢屋架采用的钢材、焊条为:序号为双号的同学用q235钢,焊条为e43型;单号的同学用q345钢,焊条为e50型,手工焊。
6、荷载(标准值):
三毡四油防水层0.4kn/m2
20mm水泥砂浆(20kn/m3): 0.40kn/m2
保温层0.40kn/m2
1.5×6m大型屋面板1.4kn/m2
屋架和支撑重q=0.12+0.011l
悬挂管道0.1kn/m2
屋面活荷载标准值0.50kn/m2
雪荷载标值0.40kn/m2
屋面积灰荷载1.2kn/m2
表1 钢屋架、柱距、跨度的取值(m)
考虑到厂房内桥式吊车为2台120/30t(中级工作制),布置支撑如下。
屋面活荷载与雪荷载不同时出现,屋面活荷载大于雪荷载,故取屋面活荷载计算。屋面坡度不大,对荷载影响较小,不给予考虑,风荷载对屋面为吸力重无盖可不考虑。
(1)标准永久荷载值:
三毡四油防水层0.4kn/m2
20mm水泥砂浆(20kn/m30.40kn/m2
保温层0.4kn/m2
1.5×6m大型屋面板1.4kn/m2
屋架和支撑重: kn/m2
悬挂管道0.1kn/m2
共计3.15kn/m2
(2)标准永久荷载值。
屋面活荷载标准值0.50kn/m2
屋面积灰荷载1.2kn/m2
共计1.7kn/m2
设计桁架时应考虑以下三种荷载组合:
1 全跨永久荷载+全跨可变荷载。
2 全跨永久荷载+半跨可变荷载。
3 全跨桁架、天窗架和支撑自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载。
1)全跨永久荷载+全跨可变荷载(按永久荷载效应控制的组合)
全跨节点荷载设计值:
2)全跨永久荷载+半跨可变荷载。
全跨永久荷载设计值:
对结构不利时:
按永久荷载效应控制的组合)
按可变荷载效应控制的组合)
对结构有利时:
半跨可变荷载设计值:
按永久荷载效应控制的组合)
按可变荷载效应控制的组合)
3)全跨桁架包括支撑自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载(按可变荷载效应控制的组合)
全跨节点桁架自重设计值:
对结构不利时:
对结构有利时:
半跨节点屋面板自重及活荷载设计值:
荷载组合(1)计算简图如图4.1,荷载组合(2)计算简图如图4.2,荷载组合(3)计算简图如图4.3。
桁架各杆件的内力系数(f=1作用于全跨、走半跨和右半跨)。然后求出各种荷载情况下的内力进行组合,计算结果见表1
1)上弦杆。
整个上弦杆采用等截面,按fg、gh杆件的最大设计内力设计。
n=788.27kn=788270n
上弦杆计算长度:
在桁架平面内,为节间轴线长度:
在桁架平面外,根据支撑布置和内力变化情况,取:
因为=3,故宜选用两个不等肢角钢,短肢相并。
腹杆最大内力n=470.35kn节点板厚度选用10mm,支座节点板厚度用12mm
设=60,选用角钢,为b类截面,查表得。
需要截面积:
需要的回转半径:
根据需要的a、、查角钢规格表,选用2∟140×90×10,2.85cm, =7.70cm,,按所选角钢进行验算:
截面和界面都为b类截面,由于>,只需要求。查表的=0.806。
故所选截面合适。
2)下弦杆。
整个下弦杆采用同一截面,按最大内力设计值设计。
n=779070n
平面内的计算程度和平面外的计算长度分别为:
所需截面面积:
选用2∟,,2.56cm, =6.77cm,由于,故用不等肢角钢短肢相并。
考虑到下弦有的栓孔削弱,下弦净截面面积:
所选截面合适。
3)端斜杆ab
杆件轴力n=470.35kn=470350n
计算长度,因为,故采用不等值角钢长肢相并。使设=60,查表得。
选用2∟,,按所选角钢进行验算:
截面和界面都为b类截面,由于>,只需要求。查表的=0.683。
故所选截面合适。
4)腹杆he
最大拉力21.46kn
最大压力97.75kn
按最大压力进行计算,设计计算值为97.75kn。
由于节点板的嵌固作用,桁架平面内的计算长度取节点板在桁架平面外的刚度很小,故桁架平面外的计算长度仍取节间距离,即。
设=60,查表得,选用等肢角钢,2∟,,按所选角钢进行验算:
截面和界面都为b类截面,由于>,只需要求。查表的=0.433。
由于腹杆压力大于拉力,故可不比验算拉应力。
故所选截面合适。
5)腹杆bb
腹杆拉力设计值为n=357.85kn
选用2∟组成t形截面,,,按所选截面进行验算:
平面内的计算长度和平面外的计算长度分别为,,,
故所选截面合适。
6)竖杆ie
竖杆拉力设计值n=144.39kn
选用2∟组成十字形截面,,,按所选截面进行验算:
平面内的计算长度和平面外的计算长度分别为,,,
故所选截面合适。
其他腹杆:竖杆aa、cb、ec、gd选用2∟组成的十字形截面,腹杆db选用2∟短肢相并,腹杆dc、fd、hd选用2∟组成的t形截面,腹杆fc选用2∟组成的t形截面。经验算,所选截面都能满足要求。
各杆件的截面的选择见附表1
1)下弦节点“b”
有e43型焊条角焊缝的抗拉、抗压、和抗剪强度设计值。设“bb”杆的肢背和肢尖焊缝,则所需的焊缝长度为:
肢背:,加后取16cm
肢尖:,加后取10cm
设“db”杆的肢背和肢尖焊缝尺寸分别为,所需的焊缝长度为:
肢背:,加后取14cm
肢尖:,加后取7cm
cb”杆的内力很小,只需要按构造确定焊缝,取。
根据上面求得的焊缝长度,并考虑杆件之间应有的间隙以及制作和装备等误差,按比例绘出节点详图,从而确定节点板的尺寸为310mm400mm。
下弦与节点板的连接的焊缝长度为400mm,。焊缝所受的左右两下弦杆的内力差为,肢背的力最大,取肢背进行计算,则肢背处的焊缝应力为:
焊缝强度满足要求。
2)上弦节点b
bb”杆与节点板的焊缝尺寸和节点“b”相同。
ba”杆的肢背和肢尖的焊缝尺寸分别为,所需的焊缝长度为:
肢背:,加后取16cm
肢尖:,加后取11cm
钢结构课程设计钢结构平台设计
课程名称 钢结构课程设计 设计题目 钢结构平台设计 院系 土木工程系 专业 土木工程 年级2009 姓名。指导教师。2011年12月19日。目录。1总体设计 1 2 平台次梁设计 2 2.1 次梁内力分布 2 2.2 次梁高度 2 2.3 截面选择 3 2.4 截面验算 3 3 平台主梁设计 3 3...
钢结构课程设计
作品名称 单跨双坡轻型门式刚架设计。学院名称 土木与建筑工程学院。姓名 学号 专业班级 指导教师 xxxx大学土木与建筑工程学院。2012年月日。一 设计资料2 二 结构形式与支撑布置2 1 屋架形式及几何尺寸2 2 屋架支撑布置2 三 荷载计算4 1 荷载设计值4 2 荷载组合4 四 内力计算5 ...
钢结构课程设计
宁夏大学新华学院。任务书。专业班级。姓名学号。教师。一 设计目的。本课程设计是建筑工程专业学生学完 钢结构 课程后进行的重要的实践教学环节。通过设计掌握钢屋盖系统的结构布置要求和构件编号的方法,能综合运用有关力学分析 杆件截面设计 节点设计等知识,进行内力分析 杆件截面设计 节点设计,并正确绘制钢屋...