钢结构梯形屋架课程设计

发布 2022-10-03 21:05:28 阅读 3087

钢结构设计原理与施工课程设计。

―钢结构厂房屋架。

指导教师: 吴丽丽

班级: 力学09

学生姓名: 王芳

学号: 0910610128

设计时间: 2023年7月2号

力学与建筑工程学院力学系。

目录。一、设计资料2

1.1结构形式2

1.2屋架形式及荷载2

1.3屋盖结构及荷载2

1.4荷载计算2

2荷载组合2

3内力计算3

4杆件设计5

4.1上弦杆5

4.2其余杆件7

5、节点设计7

5.1下弦节点c7

5.2上弦节点b9

5.3上弦节点c10

5.4屋脊节点g10

5.5支座节点a12

梯形钢屋架课程设计。

一、设计资料。

某厂房总长度90m,跨度为24m. **设防烈度为7度,采用1.5×6.

0m预应力混凝土屋板。 屋面坡度i=1/10, 雪荷载的基本雪压标准值为s0=0.35kn/m2,积灰荷载标准值1.

0kn/m2,钢筋混凝土柱,梯形钢屋架。柱的混凝土强度等级为c30,钢材采用q235。焊条采e43型。

二、桁架几何尺寸及计算简图。

三、荷载取值。

1.屋面永久荷载见表一。

2.屋面活荷载见表二。

表二。因屋架屋面坡度较小,故对所有荷载均按水平投影计算(风荷载为

风吸力,且本例为重屋盖,故不考虑)

四、荷载组合。

a.全跨永久荷载+全跨可变荷载。

f=1.5×6×(4.06+2.38)=57.96kn

b.全跨永久荷载+半跨可变荷载。

全跨永久荷载。

f1=1.5×6×4.06= 36.54 kn

半跨可变荷载。

f2=1.5×6×2.38=21.42kn

全跨屋架和支撑重+半跨屋面板重+半跨屋面活荷载。

全跨屋架和支撑重。

f3=1.5×6×0.46= 4.14kn

半跨屋面板重和半跨屋面活荷载。

f4=1.5×6×(1.74+0.7)= 21.96 kn

五、桁架支撑布置。

由于厂房长度90m,跨度及荷载情况,设置上弦横向水平支撑3道,由于l=24m,故可不设下弦横向水平支撑。

桁架及支撑平面布置见图、

内力分析 计算简图如下。

用**法或数乘法皆可解出在全跨荷载作用下屋架杆件的内力,屋架杆件内力图和内力。

屋架构件内力组合表。

1、 上弦杆。

整个上弦采用等截面,按fg杆件的最大设计内力设计,即n=-406.44kn计算, =150.75cm

150.75cm

根据腹杆最大设计杆力nab=-290.34kn,取中间节点板厚度t=8mm,支座节点板厚t=10mm。假设λ=50,由附表4-2查得=0.856. =

选用2l100×80×7短肢相关t形截面,按所选角钢进行验算。

x lox/ix=150.75/2.39=63.07 <[150 ,满足要求

y=loy/iy=150.75/4.64=32.49 <[150 ,满足要求。

双角钢t形截面绕对称轴(y轴)应按弯扭屈曲计算长细比,由得。

2、下弦杆。

杆eg整个下弦采用等截面。按最大内力,lox=300cm,loy=885cm.

查附表10,选用2l100×80×6 ,满足)

满足)3、腹杆。

1),ab杆 n=-290.34kn ,lox=253cm,loy=253cm

选用2l100×80×6.长肢相并,查附表10, =3.16cm, =3.37cm

满足)满足)

=89.6.查附表1.2得。

2)bc杆。

n=211.62kn ,lox=0.8×261.3=209.04m,loy=261.3cm

选用2l70×6.查附表9 a=2×8.16=16.32, =2.15cm, =3.26cm

满足)满足)

3)cd杆。

n=-151.02kn,lox=,0.8*286.4=229.12cm,loy=286.4cm.

选用2l70×6,a=2×8.16=16.32, =2.15cm, =3.26cm

满足)满足)查表得。

满足)4)de杆。

n=84.13kn,lox=,0.8*286.4=229.12cm,loy=286.4cm.

选用2l56×5,a=2×5.42=10.84, =1.72cm, =2.69cm

满足)满足)

满足)5)fg杆。

n=-36.54kn,lox=,0.8*312.4=249.92cm,loy=312.4cm.

选用2l63×5.查附表9 a=2×6.14=12.28, =1.94cm, =2.97cm

满足)满足)查表得。

满足)4、竖杆。

1)aa杆。

n=-22.53kn,lox=,0.8*199=159.2cm,loy=199cm.

选用2l50×5.查附表9 a=9.606, =1.53cm, =2.53cm

满足)满足)查附表。

满足)2)cc杆。

n=-44.65kn计算, =0.8*229=183.2cm, =229cm

选用2l63×5.查附表9a=12.28, =1.94cm, =2.97cm

满足)满足)差附表。

满足)3)gg杆。

n=44.37kn计算, =0.8*289=231.2cm, =289cm.

选用2l63×5.查附表9a=12.28, =1.94cm, =2.97cm

满足)满足)

满足)8、杆件设计。

1)屋脊节点。

竖杆gg杆端焊缝按构造取hf和lw为5mm和80mm。上弦节点板的连接焊缝,角钢肢背采用塞焊缝,并假定仅承受屋面板传来的集中荷载,一般不作计算。角钢肢尖焊缝取上弦内力的15%,即△n=0.

15n=0.15×406.24=60.

97kn。其产生的偏心弯矩m=60.97×1000×60=3658200n·mm

设肢尖焊脚尺寸hf2=6mm,则焊缝计算长度lw2=200-2×6-5=183mm。验算肢尖焊缝强度

〔6m/(βf×2×0.7hf2lw2)〕+n/2×0.7 hf2lw2〕=√6×3658200/(1.

22×2×0.7×6×183)〕+60.97×10/2×0.

7×6×183〕=71.16 n/mm<=160 n/mm(满足)

上弦杆起拱后坡度为1/10.拼接角钢采用与上弦相同截面,热弯成型。拼接角钢一侧的焊缝长度按弦杆所受内力计算。

设角焊缝焊脚尺寸hf=t-2=7-2=5mm。则接头一侧需要的焊缝计算长度为:

lw=n/(4×0.7hf )=406.44×10/(4×0.7×5×160)=181.23mm

拼接角钢总长度为:

l=2(lw+2 hf)+a=2×(181.4+2×5)+(7+2/10×80)=405.8mm

取l=410mm

拼接角钢竖肢需要的高度为。

=t+hf+5=7+5+5=17mm

取△=20mm,即竖肢余留高度为60mm。

2)下弦拼接点。

拼接角钢采用下弦相同截面,拼接角钢一侧的焊缝长度按与杆件等强设计。设角焊缝焊脚尺寸hf=6-2=4mm.则拼头一侧的需要的焊缝计算长度为。

lw=af/(4×0.7hf )=21.28×100×215/(4×0.7×6×160)=170.2mm

拼接角钢的总长度。

l=2(lw+2 hf)+a=2×(170.2+2×4)+8=364.4mm。取l=370mm

拼接角钢竖肢需要切去的高度为。

=t+hf+5=6+4+5=15mm

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