鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)三角形屋架設(shè)計(jì)(一)

1、度為i=1：,屋面傾角屋架計(jì)算跨度屋架跨中高度上弦長(zhǎng)度節(jié)間長(zhǎng)度1:荷載計(jì)算2屋架桿件幾何尺寸的計(jì)算屋面坡根據(jù)所用屋面材料的排水需求及跨度參數(shù)， 采用人字式三角形屋架。=arctg(1/) =°, sin a 尸 cos a 二lo =l 300= 15000 300=14700mm h= bx i/2=14700/(2 義=2940mm L=0/2cos a7903mm a=L4=79034 V979mm節(jié)間水平段投影尺寸長(zhǎng)度a, =acosa=1555M475mm根據(jù)幾何關(guān)系，得屋架各桿件的幾何尺寸如圖1所示圖1.屋架形式及幾何尺寸3屋架支撐布置屋架支撐1、在房屋兩端第一個(gè)之間各設(shè)

2、置一道上弦平面橫向支撐和下弦平面橫向支 撐。2、因?yàn)槲菁苁怯虚菁?，為了與其他支撐相協(xié)調(diào)，在屋架的下弦節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) 三道柔性水平系桿，上弦節(jié)點(diǎn)處的柔性水平系桿均用該處的楝條代替。3、根據(jù)廠房長(zhǎng)度36m,跨度為4m,在廠房?jī)啥说诙g和廠房中部設(shè)置三道上弦橫向水平支撐，下弦橫向水平支撐及垂直支撐。如圖 2所示。屋面楝條及其支撐波形石棉瓦長(zhǎng)1820mm,要求搭接長(zhǎng)度150mm且每張瓦至少要有三個(gè)支撐 點(diǎn)，因此最大楝條間距為ap max1820 150 835mm3 1半跨屋面所需楝條數(shù)np1555 68351 12.1 根考慮到上弦平面橫向支撐節(jié)點(diǎn)處必須設(shè)置楝條， 為了便于布置，實(shí)際取半跨屋面楝條數(shù)1

3、3根，則楝條間距為：1555 6ap 一p 13778V apmax 835mm可以滿(mǎn)足要求。3.2.1截面選擇試選用普通槽鋼8,查表得m=m,Ix=101cm4,W<=25.3cm3,Wy=5.8cm3;截面塑性發(fā)展系數(shù)為下=，y=0恒載X =（kN/m）石棉瓦x二（kN/m）條和拉條（kN/m ）合計(jì)gk= (kN/m)可變荷載qk=x = (kN/m)楝條的均布荷載設(shè)計(jì)值q= Ggk+ Qqk=x+x=mqx=qsin =x=mqy=qcos =x=m3.2.2強(qiáng)度計(jì)算楝條的跨中彎距 1212Mxqvl1.155 42.310kN mX方向：8 y 81212My qxl2 一 0

4、.379 42 0.190kN mY方向：3232(在跨中設(shè)了一道拉條)楝條的最大拉力（拉應(yīng)力）位于槽鋼下翼緣的肢尖處6匹匹YxWxYyWy2.310 100.190 10 X” 二3 3138 < f1.05 25.3 101.2 5.79 102 L 一215N /mm 6才兩足要求。3.2.3強(qiáng)度驗(yàn)算載荷標(biāo)準(zhǔn)值qy (gk qk)apcosa =(0.469+0.467)0.778 0.9487=0.691kN/m沿屋面方向有拉條，所以只驗(yàn)算垂直于屋面方向的撓度：33V 5 qyl 50.691 4000311I54<l384 EIx3842.06 10 101 103611

5、50能滿(mǎn)足剛度要求。3.2.4荷載計(jì)算恒載X 二(kN/m)石棉瓦X二(kN/m)條和拉條(kN/m )合計(jì)gk = (kN/m)可變荷載qk=x = (kN/m)楝條的均布荷載設(shè)計(jì)值q= Ggk+ Qqk=x+x=m節(jié)點(diǎn)荷載設(shè)計(jì)值P=qa，s=xx4=4屋架的荷載和內(nèi)力計(jì)算荷載計(jì)算彩色涂層壓型鋼板復(fù)合保溫板(含楝條)KN/m2屋架和支撐自重=KN/m2恒荷載總和m2KN/m 2可變荷載總和KN/m2風(fēng)荷載：烏魯木齊基本風(fēng)壓co o=m2,風(fēng)壓高度變化系數(shù)為，屋面迎風(fēng)面的體形系數(shù)，背風(fēng)面 為。所以負(fù)風(fēng)壓設(shè)計(jì)值為：迎風(fēng)面：w 尸-xxx =- KN/m2背風(fēng)面：3 2=-xxx =- KN/m2

6、垂直于水平面的分力最大為x =小于荷載分項(xiàng)系數(shù)取時(shí)的永久荷載，故將拉桿長(zhǎng)細(xì)比依然控 制在350以?xún)?nèi)。懸掛荷載：KN/m 2荷載組合可變荷載效應(yīng)控制的組合：x + X = KN/m 2永久荷載效應(yīng)控制的組合：x + x x = KN/m2故取由可變荷載效應(yīng)控制的組合節(jié)點(diǎn)荷載取值上弦中間節(jié)點(diǎn)荷載：Fi= (X6X15) /8=18KN上弦兩端節(jié)點(diǎn)荷載：F2=182=9KN下弦節(jié)點(diǎn)荷載：F3= (X 6X 15) /4=內(nèi)力計(jì)算柱內(nèi)力詳圖柱號(hào)MNVMNV1234567891011121314151617181920212223242526272829t=10mm 。5屋架桿件截面設(shè)計(jì)弦桿端節(jié)間最大內(nèi)

7、力 N=,查表，選用支座節(jié)點(diǎn)板厚度上弦桿按上弦桿最大軸心壓力計(jì)算，試選截面2 L90 X 6截面幾何特性：A=X 2=iy=ix=lox=loy=入 x= lox/ ix=< 150入 y= loy/ i y=< 150b類(lèi)截面，雙角鋼T型截面線對(duì)稱(chēng)軸應(yīng)按彎扭曲屈計(jì)算長(zhǎng)細(xì)比入yz b/t=90/6=15< b=X9=0 475bt按式 4-15 計(jì)算入 yz=y (1+=l2yt2由 入max=入yz=,查附表得（）=er =N/ （6 A） =<215N/mm 2 滿(mǎn)足填板每個(gè)節(jié)間放一塊（滿(mǎn)足1i范圍內(nèi)不少于兩塊）下弦桿不改變截面按最大內(nèi)力計(jì)算，選用2匚70X5,截面

8、幾何特性：A=X 2=iy=ix=lox=loy=入 x= lox/ ix=< 350 入 y= loy/ iy=< 350o- =N/A=mm 2< 215N/mm 2填板每個(gè)節(jié)間放兩塊斜腹桿計(jì)算（16）號(hào)桿件，選2b56X5截面幾何特性：A=X 2=iy=ix=Iox=x 287=loy=287cmX x= lox/ ix=< 150 X y= loy/ iy=< 150yzb類(lèi)截面，雙角鋼T型截面線對(duì)稱(chēng)軸應(yīng)按彎扭曲屈計(jì)算長(zhǎng)細(xì)比入 b/t= < b=x 28?= 拉式4-15計(jì)算入yz=入0.475boy12 t2by i由入max= X yz=,查附表

9、得j =cr =N/ （J）A） = N/mm 2< 215N/mm 2 滿(mǎn)足填板放兩塊計(jì)算(13)、(14)號(hào)桿，選2s5X5截面幾何特性：A=X2=iy=ix=以(13)號(hào)桿計(jì)算|ox=X =|oy=入 X= lox/ ix=< 1 50入 y= loy/ iy=< 1 50b類(lèi)截面，雙角鋼T型截面線對(duì)稱(chēng)軸應(yīng)按彎扭曲屈計(jì)算長(zhǎng)細(xì)比入yz b/t=9 <b=x =n 475b4按式4-15計(jì)算入yz"y (1+上)=lfyt由入max=入yz=,查附表得$ =er =N/ (j)A) = N/mm 2< 215N/mm 2 滿(mǎn)足放一塊填板計(jì)算（15）、（

10、17）號(hào)桿，選2b56X5,按受壓桿長(zhǎng)細(xì)比控制截面, 截面幾何特性：A=X 2=ly=lx=lox= X =loy=入 x= lox/ ix=< 1 50 入 y= loy/ iy=< 1 50o- =N/A=mm 2< 215N/mm 2屋架桿件截面選用表?xiàng)U 件 名 稱(chēng)桿 件 號(hào)內(nèi)力設(shè) 計(jì)值 (KN)計(jì)算長(zhǎng)度(cm)所用截 面A (cm2)計(jì)算應(yīng)力(N/mm 2)容許長(zhǎng) 細(xì)比 【人】桿件端 部的角 鋼肢背 和肢尖 焊縫 (mm)每 節(jié) 間 填 板 數(shù)l oxloy上 弦 桿A-B2U90X6150-1J-I2U90X6150-1下 弦 桿A-G2U70X5350-2腹 桿D

11、-F2872L56X51508-645-402D-G2L56X51508-645-402G-C2L45X51508-645-401B-G2L45X51508-645-401E-F2L56X51508-645-401L-F2872L56X51508-645-402L-H2L56X51508-645-402H-K2L45X51508-645-401J-H2L45X1508-645-4016節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) 下弦節(jié)點(diǎn)G腹桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫（考慮起滅弧缺陷）D-G桿件，肢背、肢尖焊腳尺寸分別為：hfi=8mm ,hf2=5mm1 wi2 0.72 N3+2hfi=33.4mm v 8hfi=64mmhfi

12、ftwlwi 取 64mm1 w22 0.7 hf2ftw+2hf2=24mm < 8hf2=40mm , lw2 取 40mm同理，C-G桿件肢背、lwi 取 64mm ,B-G桿件肢背、lwi 取 64mm ,肢尖焊腳尺寸分別為:lw2 取 40mm肢尖焊腳尺寸分別為:lw2 取 40mmhfi=8mmhfi=8mm,hf2=5mm,hf2=5mm驗(yàn)算下弦桿與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫：內(nèi)力差N=由斜腹桿焊縫決定的節(jié)點(diǎn)板尺寸，長(zhǎng)度為，角焊縫計(jì)算長(zhǎng)度取 lw=,取 hf=6mm.肢背焊縫應(yīng)力為:2 0.7 hf2加=mm2< ffw =i60N/mm 2下弦節(jié)點(diǎn)FD-F桿件，肢背、肢尖焊腳尺

13、寸分別為:lwi 取 64mm , lw2 取 40mmE-F桿件，肢背、肢尖焊腳尺寸分別為:hfi =8mmhfi=8mm,hf2=5mm,hf2=5mm1 wi2 0.7hfi ft+2hfi =42mm < 8hfi=64mmlwi 取 64mm1 w22 0.7 hf2 f+2hf2< 8hf2=40mmt lw2 取 40mm下弦桿與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫內(nèi)力差N=0.lw由節(jié)點(diǎn)板尺寸確定為，取lw=7cm上弦節(jié)點(diǎn)Dhfi=8mm,hf2=5mmG-D桿件，肢背、肢尖焊腳尺寸分別為：1 wi2 0.7 hfi ftw+2hfi= v 8hfi=64mmlwi 取 64mml w2

14、2 0.7 hf2ftw+2hf2=24mm < 8hf2=40mm lw2 取 40mmF-D桿件肢背、肢尖焊腳尺寸分別為:hfi=8mm , hf2=5mml wi2 0.7+2hf1<8hf1=64mm fi ftl w2lwi 取 64mm2 0.7 hf2 f+2hf2< 8hf2=40mm wt lw2 取 40mm上弦桿與節(jié)點(diǎn)板，內(nèi)力差 N=由節(jié)點(diǎn)板尺寸確定為,肢背焊縫應(yīng)力為2 0.7 hf2lw=mm2< ffw =160N/mm屋脊節(jié)點(diǎn)E腹桿桿端焊縫計(jì)算從略，只進(jìn)行拼接計(jì)算，拼接角鋼采用與上弦桿相同截面2L90X&除倒棱外，豎肢需切去 =t+h

15、f+5=6+8+5=19mn）取=20mm,并按上弦坡度熱彎，拼接角鋼與上弦焊接在接頭一側(cè)總長(zhǎng)度lw 匚 =135mm0.7hf ftw共四條焊縫，平均受力，故 lw=1354+=< 8hf=64mm, ,取 lw=64mm拼接角鋼總長(zhǎng)度為1=2+16=128+16=144取l=150mm支座節(jié)點(diǎn)A上弦與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫B-A桿件肢背、肢尖焊腳尺寸分別為：hf1=8mm , hf2=6mmw12 0.7 hf1 ftw+2hf1 =92mm 1 lw1 取 95mmw232 0.7 hf2ftw+2hf2=63mm lw2 取 65mmG-A桿件肢背、肢尖焊腳尺寸分別為:hfi=8mmhf2=5mmw12 0.7 hf1 ftw+2hfi=87mmlwi 取 90mmw22 0.7 hf2 ftw+2hf2=67mm lw2 取 70mm底板計(jì)算：支反力Ra=混凝土強(qiáng)度C20, fc=mm2底板凈面積An=85500/=90cm2,顯然太小，故按構(gòu)造要求采用底板面積a x b=28 x 28=784cm2錨栓直徑取20mm ,錨栓孔徑取 40mm , 實(shí)際底板凈面積 An=x 52/4=764cm2 底板實(shí)際應(yīng)力q=85500/76400=mm 2ai= (140.5) 2(140.6)2 =19cm bi=x 19=b"a1=,查表得