鋼結構屋架課程設計

評閱成績徐州工程學院學生課程設計題目：鋼結構屋架課程設計學生姓名：學號：所在院系：土木工程學院專業(yè)：房屋建筑工程班級：指導教師：年月日土木工程學院結構教研室③上弦AB000000000BC-6.22-4.73-1.85-359.76-429.46-299.20-134.01-69.14-359.76CD000000000DE-8.99-5.64-3.36-519.98-473.55-441.95-176.28-117.59-519.98EF000000000FG-9.100-4.55-526.34-400.22-463.28-31.49-148.60-526.34下弦ac3.472.540.93200.70187.82165.5077.3935.94200.70ce7.965.332.64460.41423.95386.67164.7495.50460.41eg9.285.313.97536.76481.73463.16168.79134.30536.76斜腹桿aB-6.50-4.75-1.75-375.96-351.71-310.13-144.76-67.54-375.96Bc4.343.161.58251.03234.67212.7796.3555.69251.03cD-3.38-1.86-1.52-195.50-174.43-169.72-59.57-50.82-195.50De1.880.541.34108.7490.17101.2520.4041.00108.74eF-0.690.62-1.31-39.91-21.75-49.09`13.97-36.11-49.09Fg-0.46-1.631.17-26.61-45.501.76-43.2828.79-45.50豎桿Aa-0.5-0.50-28.92-28.89-21.99-14.6-1.73-28.92Cc-1.0-1.00-57.84-57.78-43.98-29.2-3.46-57.84Ee-1.0-1.00-57.84-57.78-43.98-29.2-3.46-57.84Gg0.810.410.4146.8541.3141.3113.3613.3646.854桿件設計4.1上弦桿整個上弦桿采用等截面，按FG桿件之最大設計內(nèi)力計算，N=-526.34KN=-526340N上弦桿計算長度：在桁架平面內(nèi)，節(jié)間軸線長度：=150.75cm在桁架平面外，根據(jù)支撐布置和內(nèi)力變化情況?。?3×150.75=452.25cm因為，=3故截面選用兩個不等肢角鋼，短肢相并。腹桿最大內(nèi)力N=-375.96KN，查表，節(jié)點板厚度選用10mm,支座節(jié)點板厚度用12mm。設，查附表4得。需要截面積：（4-1）需要回轉半徑：（4-2）根據(jù)需要的A,查角鋼規(guī)格表，選用，A=50.63，。按所選角鋼進行驗算：（4-3）因為所以截面在x和y平面都屬于b類，由于，只需求，查表=0.792（4-5）所需截面合適。4.2下弦桿整個下弦桿采用同一截面，按最大設計內(nèi)力計算，N=536.76KN=536760N。。所需截面面積為：（4-6）選用。因為，故用不等肢角鋼，短肢相并。（4-7）（4-8）考慮下弦有2Φ21.55mm的栓孔削弱，下弦凈截面面積：（4-9）（4-10） 所選截面合適。4.3斜腹桿端斜桿aB桿件軸力：N=-375.96KN=-375960N計算長度。因為，故采用不等肢角鋼，長肢相并。選用，，，，。（4-9）（4-10）（4-11）因，只求（4-12）所選截面合適。4.4豎桿豎桿CcN=-57.84KN=-57840N， 內(nèi)力較小，按查型鋼表，選用，截面幾何特性：因為所以因只求（4-13）所選截面合適。其余各桿件的截面選擇計算過程不一一列出，將計算結果列于下表表4-1桿件截面選擇表桿件名稱桿件編號內(nèi)力（KN）截面規(guī)格截面面積（cm2）回轉半徑（cm）長細比容許長細比計算應力（N/mm2）上弦FG-526.342160×100×1050.632.857.7052.8962.71150131.26下弦eg536.762100×63×1030.931.755.02171.43176.29350201.56斜腹aB-375.962100×63×1030.932.723.5193.0193.99150206.25Bc251.03290×56×822.372.764.5486.9669.65150175.07cD-195.50290×56×822.372.764.5486.9669.65150136.77De108.74290×56×617.112.792.3986.02125.52150155.39eF-49.09256×816.731.682.75142.86109.0915087.85Fg-45.50256×816.731.682.75142.86109.0935081.43豎桿Aa-28.92250×816.731.682.75142.8672.3615051.76Cc-57.84250×47.791.542.43134.55109.53150201.76Ee-57.84250×47.791.542.43134.55109.53150201.76Gg46.85256×816.731.682.75142.86105.0915083.845節(jié)點設計5.1下弦節(jié)點下弦節(jié)點c用E43型焊條角焊縫的抗拉和抗壓、抗剪強度設計值＝160N/mm。設Bc桿肢背和肢尖的=8mm。所需焊縫長度為：肢背：肢尖： 設cD桿肢背和肢尖的=8mm。所需焊縫長度為：肢背： 肢尖： Cc桿內(nèi)力很小，取=4mm。綜合取節(jié)點板尺寸320mm400mm,下弦與節(jié)點板連接的焊縫為40cm，=8mm。焊縫所受的力為左右兩下弦桿的內(nèi)力差ΔN＝259.71KN，受力較大處的肢背出的焊縫應力為: 焊縫強度滿足要求。5.2上弦節(jié)點上弦節(jié)點BBc桿與節(jié)點板的焊縫尺寸與節(jié)點c相同。設aB桿肢背和肢尖的=8mm。所需焊縫長度為：（5-1） （5-2） 為了便于在上弦上擱置屋面板，節(jié)點板的上邊緣可縮進上弦肢背8mm。用槽焊縫把上弦角鋼和節(jié)點板連接起來。槽焊縫作為兩條角焊縫計算，焊縫強度設計值應乘以0.8的折減系數(shù)。計算時可略去上弦坡度的影響，而假定集中荷載F與上弦垂直。上弦肢背焊縫內(nèi)的應力計算如下：上弦與節(jié)點板間焊縫長度為505mm。（5-3）上弦肢尖角焊縫的剪應力為：（5-4） 焊縫強度滿足要求。5.3屋脊節(jié)點G弦桿一般都采用同角鋼進行拼接，設焊縫，則所需焊縫計算長度為（一條焊縫）： （5-5）拼接角鋼長度取400mm>2117.49=234.98mm上弦肢尖與節(jié)點板的連接焊縫，應按上弦內(nèi)力的15%計算。設肢尖焊縫，節(jié)點板長度為60cm,則節(jié)點一側弦桿焊縫的計算長度為。焊縫應力為：（5-6） （5-7） （5-8）5.4支座節(jié)點a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離取160mm。在節(jié)點中心線上設置加勁肋，加勁肋的高度與節(jié)點板的高度相等，厚度為12mm。5.4.1支座底板的計算支座反力：R=10F=10×57780=577800N 支座底板的平面尺寸采用280mm×400mm，如僅考慮有加勁肋部分的底板承受支座反力，則承壓面積為280mm×234mm=65520mm2。驗算柱頂混凝土的抗壓強度：（5-9） 式中：σ——混凝土抗壓強度；——混凝土強度設計值。底板的厚度按桁架反力作用下的彎矩計算，節(jié)點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：（5-10）式中σ為底板下的平均應力 （5-11）為兩支承邊之間的對角線長度： （5-12）為系數(shù)，由查表而定，為兩支承邊的相交點到對角線的垂直距離。由相似三角形的關系，得：查表8.4.1，得。底板厚度：（5-13）5.4.2加勁肋與節(jié)點板的連接焊縫計算加勁肋與節(jié)點板的連接焊縫計算與牛腿焊縫相似，偏于安全地假設一個價勁肋的受力為桁架支座反力的1/4,即： 則焊縫內(nèi)力為：V=144450NM=144450N×65mm=9389250N.mm設焊縫，焊縫計算長度則焊縫應力為：（5-14）5.4.3節(jié)點板、加勁肋與底板的連接焊縫計算設焊縫傳遞全部支座反力R=577800N，其中每塊加勁肋各傳R/4=144450N,節(jié)點板傳遞R/2=314200N。設節(jié)點板與底板的連接焊縫的焊腳尺寸=8mm,則焊縫長度焊縫強度驗算如下：