09级土木工程专业钢结构课程设计指导书。
1支撑布置。
支撑布置要求详见教材p155~157,在计算书上绘制屋面支撑布置图,主要包括:屋架上弦平面支撑布置图、屋架下弦平面支撑布置图、垂直支撑布置图等。
2 屋架杆件截面设计。
2.1荷载标准值计算。
永久荷载标准值:
防水层自重kn/m2
保温层自重kn/m2
找平层自重kn/m2
屋面板自重kn/m2
屋架和支撑自重: 按公式估算。
可变荷载标准值:积灰荷载与屋面活荷载和雪荷载中较大同时值考虑。
2.2 杆件内力计算。
屋架各杆件内力可列表计算,如下图所示:
表屋架杆件内力计算。
注: 考虑三种荷载组合情况:(全跨永久荷载+全跨可变荷载)p
全跨永久荷载p1+半跨可变荷载p2
全跨屋架和支撑自重p3+(半跨屋面板重+半跨屋面活荷载) p4
各杆轴力系数见课程任务书。
2.3屋架杆件设计(详见p164~167)
2.3.1确定杆件截面形式:
上弦:宜采用两不等肢角钢短肢相并或两等肢角钢组成的t形截面;
下弦:宜采用两不等肢角钢短肢相并或两等肢角钢组成的t形截面;
支座斜杆及竖杆:宜采用两不等肢角钢长肢相并组成的t形截面;
其它腹杆:宜采用两等肢角钢组成的t形截面,受力较小的腹杆可采用单角钢截面,连接。
垂直支撑的竖腹杆常采用两等肢角钢组成的十字形截面。
2.3.2杆件截面设计。
1)杆件计算长度计算:详见教材p162-164。
2)杆件截面初选及截面验算。
轴拉杆:按选择构件截面尺寸,并验算其强度、刚度;
轴压杆:设λ=80~100(弦杆)或λ=100~120(腹杆),按初选构件截面尺。
寸,并验算其强度、刚度和稳定性;
3 节点设计。
主要设计内容包括:上弦节点、下弦节点、拼接节点和支座节点设计,节点设计的一般原则和方法详见教材p167~174。
提示:节点设计基本设计步骤(以一般上、下弦节点为例):
按构造要求确定角焊缝焊脚尺寸;(详见《钢结构设计原理》教材p49);
腹杆与节点板的连接角焊缝计算(两面侧焊)(详见《钢结构设计原理》p53-54);
用绘图方法确定节点板尺寸;
验算上、下弦杆与节点板的连接焊缝强度(详见《建筑钢结构设计》教材p170-171);
4绘制钢屋架结构施工图。
4.1屋架施工图的内容。
屋架施工图是制作屋架的依据,一般按运输单位绘制。施工图上应包括:屋架正面详图、上弦和下弦的平面图、必要数量的侧面图和零件图、整榀屋架的几何轴线图(若是对称屋架,一半注明几何长度,一半注明内力)、材料表、说明等。
4.2关于屋架施工图的标注。
各杆件和零件的型号和几何尺寸,杆件和节点板的定位尺寸。
杆件定位尺寸:是节点中心至腹杆顶端的距离和屋架轴线到角钢肢背的距离。由这两个尺寸即能确定杆件的位置和实际长度,杆件的实际断下料长度为杆件几何轴线长度减去两端的节点中心到腹杆顶端的距离,在定此距离时应使杆件的实际长度为5㎜的倍数。
节点板定位尺寸:把杆件的位置定妥后,即根据连接焊缝的长度,定出节点板的合理外形和具体尺寸。在确定节点板的尺寸时,应适当考虑制作和装配的误差,然后绘出节点板的定位尺寸,即节点中心到节点板各边缘的距离。
连接标注:应注明杆件与节点板的连接焊缝的尺寸(分清工厂焊缝和工地安装焊缝)、螺栓孔的直径和位置等。
杆件编号:在施工图中各杆件和零件应进行编号,完全相同的杆件或零件用同一编号,正、反面对称的杆件亦可用同一编号,在材料表中加以说明正、反即可。(按主次、上下、左右的顺序进行编号)
4.3关于材料表:
应列出所有构件和零件的编号、规格尺寸、长度、数量(正、反)和重量,从而算得整榀屋架的用钢量。
4.4说明。
设计说明内容主要包括:钢材的牌号、焊条型号、加工精度要求、焊缝质量要求、图中求注明的焊缝和螺栓孔的尺寸以及防锈处理的要求等。凡是在施工图上没有绘上的一切要求均可在说明中表达。
4.5比例。
钢屋架施工图可以采用两种比例绘制,屋架轴线一般采用1:20-1:30的比例,杆件截面和节点尺寸采用1:10-1:15的比例,这样可使节点的细节表示清楚。
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