鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計

目錄設(shè)計資料 0屋架形式、尺寸、材料選擇及支撐布置 0荷載和內(nèi)力計算 2荷載計算 2荷載組合 3內(nèi)力計算 3桿件截面選擇 3上弦桿 4下弦桿 4腹桿 5節(jié)點設(shè)計 12下弦節(jié)點 12上弦節(jié)點 13屋脊節(jié)點 14支座節(jié)點 15梯形屋架施工圖： 17設(shè)計資料某車間（或廠房）1.5m×6mC30，永久荷載（屋面標(biāo)準(zhǔn)值（屋面無擋風(fēng)板），即為0.75kN/m2，跨度屋架端部高度2.0m，屋架坡度1:15。屋架形式、尺寸、材料選擇及支撐布置屋架的計算跨度： L021000215020700mm端部高度： h02000mm跨中高度：H h

L i2000 20700 1 2690 2700 mm00 2 2 150屋架高跨比： H 2700 1 ,

1 1

符合要求L 20700 7.70

10 7.7 63m1支撐布置如圖2所示：上弦水平支撐布置圖下弦水平支撐布置圖1-12-2圖2根據(jù)建造地區(qū)的計算溫度和荷載性質(zhì)，剛材采用Q235B 。焊條采用E43型，手工焊。根據(jù)車間長度、屋架跨度和荷載情況，設(shè)置上、下弦橫向水平支撐，垂直支撐和系桿。且本設(shè)計為無檁條設(shè)計。荷載和內(nèi)力計算荷載計算屋架及支撐自（經(jīng)驗估計式： 0.12+0.011L=0.12+0.011×21=0.351kN/m2屋面永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 2.5kN/m2恒荷載總和： 2.85kN/m2屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)（不與雪荷載同時考慮： 0.5kN/m2雪荷載： 0.65kN/m2積灰荷載： 0.1kN/m2可變荷載總和 2.15kN/m2屋面坡度不大，對荷載影響較小，未予考慮。風(fēng)荷載對屋面為吸力，重屋蓋可不考慮。荷載組合全跨可變荷載：按可變荷載效應(yīng)控制的組合F2.851.40.651.40.91.01.5650.54kNd其中，永久荷載分項系數(shù) ，屋面活荷載或雪荷載分項系數(shù) ，積灰荷載分項G 系數(shù) ，組合值系數(shù)為 0.9。Q2 2按永久荷載效應(yīng)控制的組合F1.40.651.40.91.01.56d其中，永久荷載，荷載分項系數(shù) 1.35，屋面活荷載或雪荷載，荷載分項系數(shù) ，G Q21組合值 0.7，積灰荷載，荷載分項系數(shù) 1.4，組合系 。1Q2 2按最不利組合，取節(jié)點荷載設(shè)計值F51.70kN，支座反力R7F361.90kN51.70kNRd

7Fd

361.90kN。內(nèi)力計算桿件內(nèi)力：圖3 屋架內(nèi)力圖桿件截面選擇腹桿最大內(nèi)力415.5kN（壓力），由屋架節(jié)點板厚度參考表可知中間節(jié)點板厚度取t10mm，支座節(jié)點板取b12mm。上弦桿整個上弦桿不改變截面，按最大內(nèi)力計算：N ，

loy300cm（l1取倆塊屋面板寬度。max ox選用2L12510，A48.74cm2，i 3.85cm，i 。x y對此截面進行如下驗算：l lx ix

150.43.85

39.06[]150l ly ix

300.05.59

53.67[]150TbQ235鋼的穩(wěn)定系數(shù)表查得雙角鋼T型截面繞對稱軸（y）軸應(yīng)按彎扭屈曲計算長細比λyzb

0.58l0y

0.58300t 1 b 故應(yīng)按(4.15)式下計算 ：yz

0.47512.54)53.67)yz y

l2t2oy

300212y

，故取yz

，按b4.20.805 215N／mm2A 0.80548.74102填板每個節(jié)間放一塊（滿足l范圍不少于兩塊）l 75.20cm40i403.85154cm1 a下弦桿下弦亦不改變截面，按最大內(nèi)力計算；N 782.2kN，l

，l

2100105cm（因為跨中有通長系桿。連接支撐max

ox oy 2的螺栓孔中心至節(jié)點板邊緣的距離約為100mm，可不考慮螺栓孔削弱。N 712.1103所需截面面積為：A f 215

3312.09mm2選用2L1258010（短肢相并）A39.4cm2，i 2.26cm，l 6.19cmx yA39.4cm233.13cm2計算長細比：l lx ixl

300132.75[]3502.261050 0y iy

6.19

350 N782.2103

198.52N/mm2215N/mm2A 39.4100填板每個節(jié)間放一塊，l 150cm＜80i803.98318.4cma腹桿斜腹桿)斜腹桿B—aN399.57kN,l l ,選用2L16010010（長肢相并i 2.85cm，ox oy xi ，A50.6cm2y對此截面進行如下驗算：l lx ix

249.787.6[]1502.85l ly ix

249.762.74[]1503.98b10t 1

10

0.48l0yb2

0.48249.710

11.99故應(yīng)按(4.17)式下計算 ：yz yz y

1.09b42l2t2oy

)62.74

1.09104249.72

)73.71y

，由yz

按b4.2N 399.57103A

108.47N／mm2＜f215N／mm20.72850.6100填板放3塊，l 40a斜腹桿B—cN,l 0.8258.1206.48cm ,l 選用2L808，ox 0 oyi 2.44cm，ix

3.77cm，A24.60cm2對截面進行如下驗算：llx ixl

206.482.44258.1

84.6[]150 0y iy

3.77

150b 8 10

0.58l0y

0.58258.118.71t 0.8 b 8故應(yīng)按(4.15)式下計算yz 0.475b4

0.47584 λ1 68.461

71.58yz y

l2t2 0y

0.82y

，由yz

71.58按b4.20.748N 286.76103A

0.74824.6100

156.38N／mm2＜f215N／mm2填板放2塊，l 68.83cm＜80i802.44195.2cma斜腹桿D—cN,l 0.8274.6219.68cm ,l 274.6cm 選用2L808，ox 0 oyi 2.44cm，i 3.77cm，A24.60cm2x y對截面進行如下驗算：llx ix

219.682.44

90.03[]150 l0y

274.6

150y i 3.77yb 8

0.58274.6t 0.8

10 0b

19.98故應(yīng)按(4.15)式下計算yz

0.475b4

0.47584 λλ1

72.841

75.78yz y

l2t2 0y

274.620.82y

，由yz

75.78按b4.20.716N 277.741030.71624.6100157.68N／mm2＜f215N／mm2填板放2塊，l 73.23cm＜40i402.4497.6cma斜腹桿D—eN217.93kN ,l 0.8274.6219.68cm ,l 274.6cm 選用2L708 ，ox 0 oyi 2.13cm，i 3.38cm，A21.34cm2x y對截面進行如下驗算：llx ixl

219.682.13274.6

103.14[]150 0y iy

3.38

150b 7t 0.8

8.75

0.58l0yb

0.58274.67

22.75故應(yīng)按(4.15)式下計算yz

0.475b4 0.47574 λλ1

81.251

83.16yz y

l2t2 0y

274.620.82y

，由yz

按b4.20.667NA

217.931030.66721.34100

153.10N／mm2＜f215N／mm22la

73.23cm＜80i802.13170.4cm斜腹桿F—eN91.68kN ,l 0.8291.6233.28cm ,l 291.6cm 選用2L568 ，ox 0 oyi 1.68cm，ix

，A16.74cm2對截面進行如下驗算：llx ixl

233.281.68291.6

138.86[]1500yy iy

2.83

103.04＜[λ]150b5.6

7

0.58l0y

0.58291.630.2t 0.8 b 5.6故應(yīng)按(4.15)式下計算yz 0.475b4

0.4755.64λ1 103.41

yz y

l2t2 0y

291.620.82y

，由yz

103.92按b4.20.529N 91.68103A

0.52916.74100

103.52N／mm2＜f215N／mm23la

58.32cm＜40i401.6867.7cm斜腹桿F—gN37.26kN,l 0.8291.6233.28cm,l 291.6cm選用2L5681.68cm，ox 0 oy xi ，A16.74cm2y對截面進行如下驗算：llx ixl

233.281.68291.6

138.86[]1500yy iy

2.83

103.04＜[λ]150b5.67

0.58l0y

0.58291.630.2t 0.8 b 5.6故應(yīng)按(4.15)式下計算yz 0.475b4

0.4755.64λ1 103.41

yz y

l2t2 0y

291.620.82y

，由yz

103.92按b4.20.529N 37.26103A

0.52916.74100

42.075N／mm2＜f215N／mm22la

77.76cm＜80i801.68134.4cm斜腹桿H—gN176.28kN ,l 0.8308.9247.12cm ,l 308.9cm 選用2L638，ox 0 oyi 1.90cm，i 3.10cm，A19.02cm2x y對截面進行如下驗算：llx ixl

247.121.90308.9

130.06[]150 0y iy

3.10

150b6.3

7.9

0.58l0y

0.58308.928.44t 0.8 b 6.3故應(yīng)按(4.15)式下計算yz 0.475b4

0.4756.34λ1 99.651

yz y

l2t2 0y

308.920.82y

，由yz

100.87按b4.20.550N 176.28103A

0.55019.02100

168.51N／mm2＜f215N／mm22la

82.37cm＜80i801.90152cm腹桿豎腹桿)豎桿G—gN 51.70kN ,l 0.8l0.8260208cm,l 260cm ，選取2L568 ，eI ox oyi 1.68cm，ix

2.67cm，A16.74cm2。對截面進行如下驗算：llx ixl

2081.68260

123.8[]150 0y iy

2.67

150b5.6

7

0.58l0y

0.5826026.9t 0.8 b 5.6故應(yīng)按(4.15)式下計算yz 0.475b4 0.4755.64λλ1

93.41

94.4yz y

l2t2 0y

26020.82y

，由yz

按b4.20.591N 51.70103A

0.59116.74100

52.25N／mm2＜f215N／mm2，滿足要求。填板放3塊，l 75.1cm＜40i401.9477.6cma豎桿A—aN 25.85kN ,l l 200cm，選取2L568，i 1.68cm，i 2.67cm，eI ox oy x yA16.74cm2。對截面進行如下驗算：llx ix

2001.68

119.1[]150 l0y

200

150y i 2.67yb5.67

0.58l0y

0.58200

20.7t 0.8 b 5.6故應(yīng)按(4.15)式下計算yz 0.475b4 0.4755.64λ1

74.91

76.3yyz

l2t2 0y

20020.82y

，由yz

按b4.20.714N 25.85103A求。

0.71416.74100

21.627N／mm2＜f215N／mm2，滿足要填板放2塊，l 66.7cm＜40i401.6867.2cma其余截面選擇見表1計算長度(cm)桿件計算長度(cm)桿件桿件號內(nèi)力設(shè)計值KN所用截面面積A計算應(yīng)力容許長細比名稱ll截面oxoy(cm2)桿件端部的角鋼肢背和肢間焊縫填板數(shù)上弦桿H-F-697.99150.4300.02L1251048.74177.89150每節(jié)間1下弦桿h-g782.2300.010502L1251039.4198.52350 每節(jié)間1A-a-25.852002002L56816.7421.627150--2腹B-a-399.57249.7249.72L160100×1050.6108.471508-1306-902B-c286.76206.5258.12L80824.60156.383508-1306-902桿C-c-51.70176220桿C-c-51.701762202L56816.7421.627150D-c-277.74219.7274.62L80824.60157.68150D-e217.93219.7274.62L70821.34153.10350E-e-51.701922402L56816.7421.627150F-e-91.68233.3291.62L56816.74103.52150F-g37.26233.3291.62L56816.7442.075350G-g-51.702082602L56816.7452.25150H-g-176.28247.1308.92L63819.02168.513508-13026-906-13025-7536-7535-506-9025-6036-8025-604節(jié)點設(shè)計下弦節(jié)點“c4）（E43fw160N/mm2 4fB-c桿焊縫B-c桿肢尖和肢背的焊角尺寸均取hf1陷）

hf2

6mm，則所需焊縫長度（考慮起滅弧缺1肢背：l N1

2/3286.7610328122.68mm,130mm20.7h ff1 f

f1 20.78160肢尖：l 2

1/3286.761032683.12mm,取90mm20.7h ff2 f

f2 20.76160D-cC-cC-c下弦桿與節(jié)點板焊接內(nèi)力差NN Nec ac

534.4216.03378.37kN。由斜腹桿決定節(jié)點板尺寸，按比例繪出節(jié)點詳圖，量得節(jié)點板長度是35cm，角焊縫計算長度l 351.233.8cm，采用h 6mm。w f2/3318.37103肢背焊縫應(yīng)力為：求。

20.76338

74.75N/mm2f

w160N/mm2焊縫強度滿足要fB（）圖5腹桿B-b，B-a塞焊縫計算焊縫，承受節(jié)點荷載Q51.70kNhft/25mmlw1lw238137cm 51.7010320.75

19.96N/mm2f

fw1.22160195.2N/mm2f肢尖焊縫承擔(dān)弦桿內(nèi)力差N373.720373.72kN，偏心距e12.53.59cm，偏心力矩MNe373.72933.63kNM，采用h 10mm，則f2373.72103對N： f

20.78

90.18N/mm2滿足要求。對M:

6M 633.63106 105.28N/mm2滿足要求。f 2hl2 20.7103702則焊縫強的為： 2

ew105.282 f 2

90.182124.82N/mm2160N/mm2滿足要求。 f

1.22 屋脊節(jié)點“（）圖6腹桿桿端焊縫計算從略。弦桿與節(jié)點板連接焊縫受力不大，按構(gòu)造要求解決焊縫尺寸，2L12510外，堅肢需切去th 51010525mm ，取30mm。并按上弦坡度熱彎。f拼接角鋼與上弦連接焊縫在接頭一側(cè)的總長度：（設(shè)h 10mm ）fl w

N0.7h ff f

697.991030.710160

623.20mm，可取：625mm。lw

6254

210176.25mm，可取：180mm。拼接角鋼總長度為，l2lw

2hf

218020380mm，取拼接角鋼長度為600mm。支座節(jié)點“a"（7）圖7桿端焊縫計算從略。以下給出底板等的計算。底板計算支反力R 361.90kN，混凝土強度C30，f 14.3N/mm2，所需底板凈面積：d c361.90103A n 14.3

25307.69mm2253cm2錨栓直徑取d25mm,錨栓孔直徑為50mm,則所需底板毛面積：3.1452AAAn

253.1245

312.725cm2，4ab2828784cm2312.725cm2，10010020，孔徑26mm實際底板凈面積為：

墊板采用A 784245

3.1452

724.4cm2n 4底板實際應(yīng)力：

361.90103q724.4102

4.996N／mm22a(14010/