內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)報(bào)告計(jì)算書-跨度為24m

1、-PAGE 4. z. - - .可修編 .學(xué)校代碼： 10128學(xué) 號(hào)： 201110606024建筑鋼構(gòu)造課程設(shè)計(jì) 題 目：普通梯形鋼屋架113 學(xué)生： 肖雄學(xué) 院： 土木工程學(xué)院班 級(jí)： 土木2011-2班指導(dǎo)教師： 玉生2015年1月 摘要 通過課程設(shè)計(jì)，對(duì)屋蓋構(gòu)造的整體構(gòu)造和組成有一個(gè)全面的了解，對(duì)支撐體系在構(gòu)造中的作用和重要性有一定的理解。運(yùn)用以前各章學(xué)習(xí)到的根本理論、根本知識(shí)和根本計(jì)算技能，掌握普通鋼屋架的設(shè)計(jì)，打到能繪制施工圖的要求。本次設(shè)計(jì)包括單層單跨廠房鋼屋蓋支撐布置；計(jì)算桿件力；桿件設(shè)計(jì)；節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)等容。目 錄TOC o 1-2 h z uHYPERLINK l _Toc2

2、028637681、設(shè)計(jì)資料 PAGEREF _Toc202863768 h 1HYPERLINK l _Toc2028637691.1構(gòu)造形式 PAGEREF _Toc202863769 h 1HYPERLINK l _Toc2028637701.2屋架形式及選材 PAGEREF _Toc202863770 h 1HYPERLINK l _Toc2028637711.3荷載標(biāo)準(zhǔn)值水平投影面計(jì) PAGEREF _Toc202863771 h 1HYPERLINK l _Toc2028637722、支撐布置 PAGEREF _Toc202863772 h 2HYPERLINK l _Toc202

3、8637732.1桁架形式及幾何尺寸布置 PAGEREF _Toc202863773 h 2HYPERLINK l _Toc2028637742.2桁架支撐布置如圖 PAGEREF _Toc202863774 h 3HYPERLINK l _Toc2028637753、荷載計(jì)算 PAGEREF _Toc202863775 h 4HYPERLINK l _Toc2028637764、力計(jì)算5HYPERLINK l _Toc2028637775、桿件設(shè)計(jì)8HYPERLINK l _Toc2028637785.1上弦桿8HYPERLINK l _Toc2028637795.2下弦桿9HYPERLIN

4、K l _Toc2028637805.3端斜桿aB9HYPERLINK l _Toc2028637815.4腹桿11HYPERLINK l _Toc2028637835.5其余各桿件的截面11HYPERLINK l _Toc2028637846、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)12HYPERLINK l _Toc2028637856.1下弦節(jié)點(diǎn)b12HYPERLINK l _Toc2028637866.2上弦節(jié)點(diǎn)B13HYPERLINK l _Toc2028637886.3支座節(jié)點(diǎn)a14HYPERLINK l _Toc202863791參考文獻(xiàn)17TOC o 1-2 h z u1、設(shè)計(jì)資料1.1、構(gòu)造形式*廠房跨度為

5、24m，總長(zhǎng)54m，柱距6m，采用梯形鋼屋架、1.56.0m預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板，屋架鉸支于鋼筋混凝土柱上，上柱截面400400，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C25，屋面坡度為。地震設(shè)防烈度為7度.1.2、屋架形式及選材屋架跨度為24m，屋架形式、幾何尺寸及力系數(shù)如附圖所示。屋架采用的鋼材及焊條為：設(shè)計(jì)方案采用235鋼，焊條為E43型。1.3、荷載標(biāo)準(zhǔn)值水平投影面計(jì)永久荷載： SBS改性瀝青油氈防水層 0.4 KN/m2 20厚水泥砂漿找平層 0.4 KN/m2 10厚水泥珍珠巖保溫層 0.4 KN/m2 冷底子油隔汽層 0.05 KN/m2 混凝土大型屋面板包括灌漿 1.4 KN/m2可變荷載： 屋面

6、活荷載(或雪荷載) 0.6KN/m2積灰荷載標(biāo)準(zhǔn)值 0.5KN/m22、支撐布置2.1桁架形式及幾何尺寸布置如以下圖2.1、2.2、2.3所示 圖2.1 24米跨屋架幾何尺寸圖2.2 24米跨屋架全跨單位荷載作用下各桿件的力值2.2桁架支撐布置桁架形式及幾何尺寸在設(shè)計(jì)任務(wù)書中已經(jīng)給出，桁架支撐布置如圖1.1所示，布置下弦縱向水平支撐。見以下圖桁架支撐布置圖符號(hào)說明：SC上上弦支撐；*C下弦支撐；CC垂直支撐;GG剛性系桿；LG柔性系桿荷載計(jì)算永久荷載： SBS改性瀝青油氈防水層 0.4 KN/m2 20厚水泥砂漿找平層 0.4 KN/m2 10厚水泥珍珠巖保溫層 0.4 KN/m2 冷底子油隔

7、汽層 0.05 KN/m2 混凝土大型屋面板包括灌漿 1.4 KN/m2 共2.65KN/m2可變荷載： 屋面活荷載(或雪荷載) 0.6KN/m2積灰荷載標(biāo)準(zhǔn)值 0.5KN/m2 共1.1KN/m23.1、全跨永久荷載+全跨可變荷載(按永久荷載為主控制的組合)全跨節(jié)點(diǎn)永久荷載設(shè)計(jì)值：F=1.352.65+1.40.60.7+1.40.90.51.56=43.16 KN全跨節(jié)點(diǎn)可變荷載設(shè)計(jì)值：F=1.22.65+1.40.6+1.40.90.51.56=41.85KN 荷載組合1計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖4.1，圖 4.1 荷載組合1桿件名稱全跨計(jì)算桿件力/kN上弦桿AB00BC,CD-8.4-362.54D

8、E,EF-13.2-569.71FG，GH-15.1-651.76HI-14.8-638.76下弦桿ab4.5194.2bc11.2483.39cd14.5625.82de15.4664.66斜腹桿aB-8.6-371.76Bb6.8293.48bD-5.4-233.06Dc3.8164.00cF-2.6-112.21Fd1.460.52dH-0.3-12.95He-0.8-34.52豎桿Aa-0.5-21.45Cc-1.000-43.16Ee-1.000-43.16Gg-1.000-43.16Ie1.460.42力計(jì)算F=1的桁架各桿件力系數(shù)F=1作用于全跨已經(jīng)給出。求出各種荷載情況下的力進(jìn)

9、展組合，計(jì)算結(jié)果見表4.1。表4.1 桁架桿件力組合表-. z.5、桿件設(shè)計(jì)5.1上弦桿整個(gè)上弦架采用等截面，按FG、GH桿件之最大設(shè)計(jì)力設(shè)計(jì)。Nma*= 651.76kN受壓上弦桿計(jì)算長(zhǎng)度：在桁架平面，為節(jié)間軸線長(zhǎng)度：在桁架平面外，根據(jù)支承布置及力變化情況，?。哼x用 2 L1258 A=19.752， =3.88cm，=5.55cm 滿足長(zhǎng)細(xì)比的要求。截面在*和y平面皆屬b類，由于 ，只要求 ，查表得。填板每個(gè)節(jié)間放一塊所需截面適宜5.2下弦桿整個(gè)下弦桿采用同一截面，按be桿最大設(shè)計(jì)值計(jì)算。，根據(jù)桁架下弦支撐布置情況，得根據(jù)所需截面積查表選用，圖5.2。， 滿足長(zhǎng)細(xì)比的要求。故所需截面適合。

10、5.3端斜桿1 桿件Ba N-371.76kN 選用2L1007，查角鋼規(guī)格表得A27.6，截面在*和y平面皆屬b類，由于 ，只要求 ，查表得。所需截面適宜根據(jù)需要的，查角鋼規(guī)格表，選用2L1409010，圖5.35.4腹桿 Bb桿桿件軸力： 桿件計(jì)算長(zhǎng)度： ，選用2L806等邊角鋼圖5.4.1，滿足長(zhǎng)細(xì)比的要求。 滿足要求。5.5其余各桿件的截面見表5.1桿件計(jì)算力/kN截面規(guī)格截面面積/cm2計(jì)算長(zhǎng)度/m容許長(zhǎng)細(xì)比計(jì)算應(yīng)力/(N/mm2)填板數(shù)名稱編號(hào)A上弦FGGH-651.762 L125839.51.5083.016150203.7每節(jié)間1下弦de664.662 L110834.483

11、.0001.500350192.7每節(jié)間1Aa-21.582 L65312.31.9901.99015025.662斜腹桿Ba-371.762L1001020.762.532.53150175.12Bb293.482 L80618.82.0862.6083501562Cb-43.16 2 L5059.61.8322.2915064.22Db-233.062L100623.82.2952.8693501392Dc1642L70513.712.2872.85915075.62Ec-43.16 2 L5059.62.0722.5935064.23Fc-112.212 L906 21.22.5033.

12、12915075.62Fd60.422 L70513.762.4953.11915089.92Gd-43.16 2 L5059.62.3122.89015064.23Hd-12.95 2 L5059.62.7163.39515019.23He-34.52 2 L5059.62.7083.38515051.363Ie60.422 L70513.762.5523.1915089.935.1節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)6.1 下弦節(jié)點(diǎn)b設(shè) B-b 桿的肢背和肢尖焊縫 ，所需焊縫長(zhǎng)度為：肢背：肢尖：取，。設(shè) D-b桿的肢背和肢尖焊縫 ，所需焊縫長(zhǎng)度為：肢背：肢尖：取，。C-b桿的力很小，焊縫尺寸可按構(gòu)造確定，取。根據(jù)以上

13、求得的焊縫長(zhǎng)度，并考慮桿件之間的間隙以及制作、裝配等誤差，按比例作出節(jié)點(diǎn)詳圖見以下圖，下弦與節(jié)點(diǎn)板連接到焊縫長(zhǎng)度為375mm，采用，焊縫承受節(jié)點(diǎn)左、右弦桿的力差NNbc -Nab483.39-194.2289.19KN。驗(yàn)算肢背焊縫的強(qiáng)度：下弦節(jié)點(diǎn)b6.2 上弦節(jié)點(diǎn)B腹桿Bb、Ba的桿端焊縫計(jì)算從略。這里驗(yàn)算上弦與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫節(jié)點(diǎn)板縮進(jìn)8mm,肢背采用塞焊縫，承受節(jié)點(diǎn)荷載Q=43.16KN與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫計(jì)算，與下弦節(jié)點(diǎn)b中Bb桿計(jì)算一樣。斜桿B-a與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫計(jì)算：N=-43.16kN。設(shè) B-a桿的肢背與肢尖的焊腳尺寸分別為8mm和6mm。所需焊縫長(zhǎng)度為:肢背：肢尖：取，。為了便于

14、在上弦上擱置大型屋面板，上弦節(jié)點(diǎn)板的上邊緣可縮進(jìn)上弦肢背8mm。用槽焊縫將上弦角鋼和節(jié)點(diǎn)板連接起來。槽焊縫作為兩條角焊縫計(jì)算，槽焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值乘以0.8的折減系數(shù)。計(jì)算時(shí)可略去屋架上弦坡度的影響，而假定集中荷載P與上弦垂直。上弦肢背槽焊縫的應(yīng)力由下面計(jì)算得到：肢尖焊縫承擔(dān)弦桿力，肢背采用塞焊縫，承受節(jié)點(diǎn)荷載。上弦與節(jié)點(diǎn)板間焊縫長(zhǎng)度為330mm，則節(jié)點(diǎn)如圖:上弦節(jié)點(diǎn)B6.3支座節(jié)點(diǎn)a圖6.4為了便于施焊，下弦桿角鋼水平肢的底面與支座底板的凈距取160mm。在節(jié)點(diǎn)中心線上設(shè)置加勁肋，加勁肋的高度與節(jié)點(diǎn)板的高度相等，厚度為14mm。6.3.1支座底板的計(jì)算支座反力： 支座底板的平面支座底板的平面尺寸

15、采用280mm350mm，如僅考慮有加勁肋局部的底板承受支座反力，則承壓面積為280180mm2=50400mm2。驗(yàn)算柱頂混凝土的抗壓強(qiáng)度：式中，為混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，對(duì)C25混凝土，底板的厚度按桁架反力作用下的彎矩計(jì)算，節(jié)點(diǎn)板和加勁肋將底板分成四塊，每塊板為兩相鄰邊支承而另兩相鄰邊自由的板，每塊板的單位寬度的最大彎矩為：式中，為底板下的平均應(yīng)力：為兩支承邊之間的對(duì)角線長(zhǎng)度：為系數(shù)，由b1/a1查表而定，b1為兩支承邊的相交點(diǎn)到對(duì)角線a1的垂直距離。由相似三角形的關(guān)系，得：，查表得底板厚度：又根據(jù)構(gòu)造要求，桁架跨度，取。6.3.2加勁肋與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫計(jì)算加勁肋與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫計(jì)算與牛腿焊縫相似。偏于平安的假定一個(gè)加勁肋的受力為桁架支座反力的1/4，即：則焊