鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計計算書2013年

1、武漢理工大學(xué) 福州函授站鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計課程設(shè)計計算書1荷載和內(nèi)力計算11 荷載計算 屋面活荷載與雪荷載不會同時出現(xiàn)，從資料可知屋面活荷載大于雪荷載，故取屋面活荷載計算。 屋架沿水平投影面積分布的自重（包括支撐）按經(jīng)驗(yàn)公式計算，跨度單位為m。荷載永久荷載：預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板 1.4×1.351.89Kn/m²二氈三油防水層 0.35×1.350.4725kN/m²找平層（20mm厚） 0.02×20×1.350.54kN/m²80mm厚泡沫混泥土保溫層 0.08×6×1.350.648kN/m²

2、屋架和支撐自重 （0.12+0.011×30）×1.350.608Kn/m²管道荷載 0.182×1.350.2457kN/m² 總計 4.404kN/m² 可變荷載： 屋面活荷載 0.7×1.40.98kN/m² 積灰荷載 0.75×1.41.05kN/m² 總計 2.03kN/m²設(shè)計屋架時，應(yīng)考慮以下3種荷載組合：（） 全跨永久荷載十全跨可變荷載全跨節(jié)點(diǎn)永久荷載及可變荷載： F（4.404+2.03）×1.5×657.91kN（）全跨永久荷載十半跨可變荷載全跨

3、節(jié)點(diǎn)永久荷載:F14.404×1.5×639.64kN半跨節(jié)點(diǎn)可變荷載:F24.404×1.5×639.64kN（）全跨屋架包括支撐+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷載全跨節(jié)點(diǎn)屋架自重:F30.54×1.5×64.86kN半跨節(jié)點(diǎn)屋面板自重及活荷載：F3（1.68+0.98）×1.5×623.94kN（1）、（2）為使用階段荷載情況，（3）為施工階段荷載情況2.內(nèi)力計算屋架在上述3種荷載組合作用下的計算簡圖見圖1所示。圖1由電算先解得F1的屋架各桿件的內(nèi)力系數(shù)（F=1作用于全跨、左半跨和右半跨），然后求出各種荷載情況下

4、的內(nèi)力進(jìn)行組合，計算結(jié)果見表1。表13.桿件設(shè)計（1）上弦桿 整個上弦采用等截面，按IJ、JK桿件之最大設(shè)計內(nèi)力設(shè)計。 N=-1329.03kN =-1329030 N上弦桿計算長度在屋架平面內(nèi)：為節(jié)間軸線長度 lox=150.8cm在屋架平面外：根據(jù)支撐布置和內(nèi)力變化情況，取lox=3×150.8=452.4cm。因?yàn)閘ox=3lox，故截面宜選用兩個不等肢角鋼短肢相并（圖2）。圖2腹桿最大內(nèi)力N=654.38kN，查表，節(jié)點(diǎn)板厚度選用12mm，支座節(jié)點(diǎn)板厚度用14mm。設(shè)=60，查附錄中附表得 =0.807。需要截面積 A= =7659.9mm²需要的回轉(zhuǎn)半徑： ix=

5、2.51cm iy=7.54cm 根據(jù)需要的A、ix、iy查角鋼規(guī)格表，選用2L200×125×12，A=75.824cm²，ix=3.57cm，iy=9.61cm按所選角鋼進(jìn)行驗(yàn)算： x=42.24=150 y=47.08=150滿足長細(xì)比的要求。由于yx，只需要y。查表得y=0.870. N/(Ay)=201.47N/mm²215N/mm²所需截面合適。 （2）下弦桿 整個下弦采用同一截面，按最大內(nèi)力所在的d e桿計算。 Nmax=1286.76kN=1286760N lox=300cm，loy=1485cm（因跨中有通長系桿）所需截面積為

6、。 An=5984.9mm²=59.85cm²選用2L180×110×12，因loylox，故用不等肢角鋼短肢相并（圖3）。圖3 A=67.424cm²59.85cm² ix=3.10cm，iy=8.76cm x =96.77350 y=169.52350（3）端斜桿aB（圖4）圖4桿件軸力 N=-654.38kN=-654380N計算長度lox=loy=253.5cm，因?yàn)閘ox=loy，故采用不等肢角鋼廠肢相并，使ixiy。選用2L140×90×10，則 A=44.522cm²，ix=4.47cm，i

7、y=3.74cm x =56.71 y=67.78，y=0.795 因yx，只求y。 á= N/(Ay)=184.88N/mm²215kN/mm²所需截面合適。（4）腹桿eg-gk（圖5）圖5 此桿在g節(jié)點(diǎn)處不斷開，采用通長桿件。最大拉力 Ngk=165.10kN另一段 Neg=132.09kN 最大壓力 Neg=-39.86kN另一段 Ngk=-37.09kN再分式桁架中的斜腹桿，在桁架平面內(nèi)的計算長度取節(jié)點(diǎn)中心間距 lox=230.1cm在桁架平面外的計算長度loy按式（7.7）計算 loy=l1（0.75+0.25） =460.2×（0.75+0.

8、25×）=452.2cm選用2L70×5，由附錄中附表5得 A=13.75cm²，ix=2.16cm，iy=3.31cm x =106.5150 y=136.6150，y=0.359 á=80.75N/mm²215N/mm²拉應(yīng)力 á=120.07N/mm²215N/mm²（5）豎桿Ie（圖6）圖6 N=-86.87kN=-86870N lox=0.8l=0.8×319=225.2cm loy=l=319cm內(nèi)力較小，按=150選擇，需要的回轉(zhuǎn)半徑為 ix=1.70cm iy=2.13cm查型鋼表，選截面的ix和iy較上述計算的ix和iy略大些。選用2L63×5，截面幾何特性 A=12.286cm²