一、设计资料。
1、屋架形式为梯形钢屋架;
2、屋架铰支于钢筋混凝土柱顶,混凝土标号 c25;
3、车间柱网布置:长度 60m;柱距 6m;跨度 l=24m;
4、屋面材料为预应力大型面板(1.5*6m,屋面板需保证与上弦3个点焊牢,故上弦平面外计算长度为3米)
5、钢材采用 q235·bf 钢,焊条为 e43型,手工焊;
二、屋架尺寸及尺寸的确定。
1)根据车间长度、跨度及荷载情况,在屋架上下弦设置两道横向水平支撑及垂直支撑和系杆,使屋盖成为空间刚度很大的稳定系统,中间各个屋架用系杆联系,支撑,屋架平面布置见下图1,图1:
2)屋面材料为预应力混凝土大型屋面板,采用无檩屋盖体系,平坡梯形钢屋架。屋面坡度。
屋架计算跨度。
屋架端部高度取:。
跨中高度:。
屋架高跨比:。
屋架跨中起拱取50 mm。
为了使屋架节点受荷,配合屋面板1.5m宽,腹杆体系大部分采用下弦节间水平尺寸为3.0m的人字形式,上弦节间水平尺寸为 1.
5m,左半跨如图所示,左右对称,左端部间距150mm屋架几何尺寸如图 2所示。
3、支撑布置。
根据车间长度、屋架跨度、荷载情况、屋架上弦设置横向水平支撑及垂直支撑和系杆,使屋盖成为空间刚度很大的稳定系统,见图1。
4、荷载的计算。
屋面荷载标准值见表 1
表1 荷载标准值。
风荷载为吸力,不考虑。
各屋架满跨与半跨内力系数见附图2。
1、荷载计算
屋面荷载汇总如表 2 所示:
表2 屋面荷载汇总。
2、荷载组合。
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2 种情况。
所以组合一屋架上弦节点荷载为。
2) 组合二:全跨屋架及支撑自重+半跨屋面板重。
全跨屋架及支撑自重:
半跨屋面板重+半跨屋面活荷载:
5、内力计算。
本设计采用数值法计算杆件在单位节点力作用下各杆件的内力系数(单位节点力分别作用于全跨、左半跨和右半跨),内力计算结果如表 3 所示。
表3屋架杆件内力组合表:
6、杆件截面计算及设计。
规定:桁架中的受压杆件的容许长细比为150,受拉杆件的容许长细比为350.可知腹杆最大内力为-354.6kn,查表得支座节点板厚度为12mm,中间节点板厚度为10mm.
1).上弦杆。
整个上弦杆的截面相同,上弦杆gf,gh都有最大内力-672.7kn,gh中节间弯矩,所以按gh杆设计。
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,计算长度系数为 1.0,计算长度:
选用两个等肢角钢比较适当。节间弯矩选用等肢2l180x12,已知a=2x42.2=84.
4cm.受压最大纤维的截面抵抗矩以及i=5.59cm,i=7.
77cm.取a=10mm。相应的塑性系数。
查表得, 1.平面内稳定性验算。
此处节间弦杆相当于规范中两端支承的杆件,其上作用的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。
上弦杆在弯矩作用平面内,节间正弯矩和支座负弯矩都是最大弯矩,所以分别用最大正弯矩和最大负弯矩进行稳定性的验算。
用正弯矩:对于这种t形截面压弯杆,还应验算截面的另一侧,即。
79.70-68.39=11.31n/mm用负弯矩:
95.11+64.12=159.23n/平面内的稳定可以得到保证。
2.平面外稳定性验算。
已知平面外的计算长度=301.5cm, <150,等边角钢的边厚比b/t=180/12=150.58/b=9.
7.,由其组成的双角钢截面换算长细比为;,查表得=0.795,关于梁的整体稳定系数,现=38.
6<120,故在正负弯矩作用下分别取=1-0.0017=0.934 和=1-0.
0005=0.981。
用正弯矩:n/用负弯矩:
n/平面外的稳定性可以得到保证。
3.强度验算。
强度可以得到保证。
2)下弦杆。
整个下弦截面不变,按最大内力所在的杆cd计算。n=650.7kn.
平面内计算长度,平面外的计算长度=3m
所需截面积为选用两个等肢角钢比较适当。选用2
a=cm,=3.05cm, =4.52cm,a取10mm
n/(3).腹杆计算。
在桁架平面内支座斜杆和支座竖杆的计算长度为l,其他腹杆为0.8l.在桁架平面外支座斜杆和支座竖杆为l,其他腹杆为l..
1.端斜杆ba有最大轴压力为-351kn,l=2128mm
平面内计算长度,平面外的计算长度。
所需截面积为。
选用两个等肢角钢比较适当。选用2l75*10
a=28.2cm,=2.26cm, =3.53cm,a取12mm,支座节点板。
平面内稳定: =212.8/2.
26=94.2,=0.595, n/平面外的稳定性:
边厚比b/t=75/10=7.5<0.58l/b=17.
1, =212.8/3.53=60.
3=62.3,查表得=0.795>.,所以满足要求。
2再分式斜杆hd,该杆是由杆df和赶杆hf组成,因所受内力相同,所以截面形式设计为相同且在节点处不断开,设计值为90.1kn和-50.1kn.
采用通长杆先按90.1kn设计:
平面内计算长度,平面外的计算长度。
选用两个等肢角钢比较适当。因为所需面积过小,按最小规定截面选用,查角钢规格表得:
a=6.98cm,=1.38cm, =2.24cm,a取10mm
强度验算:
刚度验算:201.6/1.38=152.6,=403.2/2.24=180,满足。
竖杆gd最大轴压力为-54.8kn
平面内计算长度,平面外的计算长度,由于杆件内力较小,按选择,需要的回转半径为:
查型钢表,选择截面的和较上述计算的和略大些,所以选用,其几何特性为:a=7.8cm,=1.54cm, =2.43cm,a取10mm
刚度验算:
满足。整体稳定验算:
由于对x轴,y轴均属于b类截面,又有所以只需要求,查表的则:
满足。零杆根据刚度条件选择,为安装支撑,采用等肢双角钢十字形截面,由于纵向风荷载作用。支撑桁架按压杆考虑,允许长细比。
零杆gf:
选用2l45×4,a=6.98,,
零杆he:
选用2l50×4,a=7.8,,
其余各杆件的截面设计过程不再一一列出,根据各杆的内力性质,现将计算结果分别列于。
表4屋架杆件截面选择表。
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。
钢结构课程设计计算书
钢结构课程设计任务书 一 梯形钢屋架设计。1 题目 钢结构 课程设计任务书。1.设计目的。为了使学生更好地掌握钢结构的基本理论与设计方法,同时更好地锻炼学生综合运用已经学过的专业基础知识解决工程实际问题的能力。2.设计资料。1 该车间无悬挂式起重机 无天窗 无振动。2 钢屋架支承在钢筋混凝土柱顶,钢...
钢结构课程设计计算书
钢。屋 架 设。计。计。算。书。课程设计名称 梯形钢屋架。班级 土木81004 姓名 郑大伟。学号 100008449 日期 2013年1月6日。目录。一 设计题目与资料3 二 屋架形式及几何尺寸4 三 屋架支撑布置4 四 荷载计算5 1.屋面永久荷载和活荷载6 2.荷载组合7 五 内力计算7 六 ...
钢结构课程设计计算书
任务书 指导书。14 学年第二学期。姓名。学号。班级。指导教师。轻型门式刚架结构设计 任务书。一 课程设计题目。设计北京市某郊外 b类地区 一汽车展厅 轻型门式刚架结构,建筑剖面如下图所示。二 设计资料。该展厅为单跨双坡门式刚架结构,见图1所示。屋面坡度为1 15,刚架为变截面梁 柱,柱脚铰接,柱距...