人字形單斜式腹桿屋架鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書

任務(wù)書目錄一、荷載及內(nèi)力計(jì)算6（一）荷載計(jì)算6（二）荷載組合6（三）內(nèi)力計(jì)算6二、桿件截面選擇7（一）上弦桿截面設(shè)計(jì)7（二）下弦桿截面設(shè)計(jì)7（三）斜腹桿截面設(shè)計(jì)8（四）中間豎桿截面設(shè)計(jì)8（五）支座豎桿9三、檁條的布置和驗(yàn)算9四、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)10（一）下弦節(jié)點(diǎn)2101、斜桿2-16與節(jié)點(diǎn)的連接焊縫計(jì)算102、斜桿2-15與節(jié)點(diǎn)的連接焊縫計(jì)算113、下弦桿與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫計(jì)算11（二）上弦節(jié)點(diǎn)15121、斜桿2-15與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫計(jì)算122、斜桿3-15與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫計(jì)算123、上弦桿與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫計(jì)算13（三）屋架端部支座節(jié)點(diǎn)141、支座底板計(jì)算142、腹桿桿端焊縫計(jì)算143、底板計(jì)算144、加勁肋與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫計(jì)算165、節(jié)點(diǎn)板、加勁肋與底板的連接焊縫計(jì)算16參考文獻(xiàn)17一、荷載及內(nèi)力計(jì)算（一）荷載計(jì)算KN/m2找平層（2mmKN/m2泡沫混凝土保溫層（8cm厚）KN/m2KN/m2KN/m2KN/m2KN/m2KN/m2KN/m2由于屋面坡度不大，對(duì)荷載的影響較小，未予考慮。風(fēng)荷載為吸力，重屋蓋可不考慮。（二）荷載組合一般考慮全跨荷載，對(duì)跨中部分斜桿（一般為跨中每側(cè)各兩根斜腹桿）可考慮半跨組合，本設(shè)計(jì)在計(jì)算桿件截面時(shí)，將這些腹桿均按壓桿控制長(zhǎng)細(xì)比，不必考慮半跨荷載作用情況，只計(jì)算全跨滿載時(shí)的桿件內(nèi)力。節(jié)點(diǎn)荷載：組合一（可變荷載效應(yīng)控制的組合）：××0.5)×4×9=KN組合二（永久荷載效應(yīng)控制的組合）：Fd=(1.35×××0.×)×4×9=KNKN.（三）內(nèi)力計(jì)算用圖解法或數(shù)解法均可計(jì)算出全跨荷載作用下，屋架的桿件內(nèi)力。其內(nèi)力設(shè)計(jì)值見圖。二、桿件截面選擇KN，查表可知，選用支座節(jié)點(diǎn)板厚t=14mm,中間節(jié)點(diǎn)板厚可為t=12mm。（一）上弦桿截面設(shè)計(jì)整個(gè)上弦不改變截面，按最大內(nèi)力計(jì)算。Nmax=KN設(shè)，查Q235鋼的穩(wěn)定系數(shù)表，可得（由雙角鋼組成的T形和十字形截面均屬于b類），則需要的截面積為根據(jù)需要A，，查角鋼規(guī)格表，選用，肢背間距a=12mm，則：，，按所選角鋼進(jìn)行驗(yàn)算：則=72.17，，＜故所選截面滿足要求。（二）下弦桿截面設(shè)計(jì)也不改變截面，按最大內(nèi)力計(jì)算。Nmax=KN所需截面積為：選用，因≥，故用不等肢角鋼，短肢相并，，，.符合要求填板每節(jié)間放兩塊，斜腹桿截面設(shè)計(jì)選取最大內(nèi)力Nmax=KN設(shè)，查Q235鋼的穩(wěn)定系數(shù)表，可得，則需要的截面積為根據(jù)需要A，，查角鋼規(guī)格表，選用，肢背間距a=12mm，則：，，350，則=79.2，，則：，符合要求填板每節(jié)間放兩塊中間豎桿截面設(shè)計(jì)N=KN，lox=200cm，loy=200cm。設(shè)，查Q235鋼的穩(wěn)定系數(shù)表，可得，則需要的截面積為根據(jù)需要A，，查角鋼規(guī)格表，選用，肢背間距a=12mm，則：，，，則=81.97，，則符合要求填板每節(jié)間放三塊略大于，仍然夠用支座豎桿N=KNcm設(shè)，查Q235鋼的穩(wěn)定系數(shù)表，可得，則需要的截面積為:根據(jù)需要A，，查角鋼規(guī)格表，選用，肢背間距a=12mm，則：，，,則=66，，則,符合要求三、檁條的布置和驗(yàn)算檁條受力的水平投影面積49=36，未超過60。檁條線荷載為：=q彎矩設(shè)計(jì)值：KN/m選用HW250*250*9*14其中，驗(yàn)算強(qiáng)度：為使屋面平整，檁條垂直于屋面方向的撓度不能超過其允許值.四、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)用E43焊條時(shí)，角焊縫的抗拉、抗壓和抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，各桿件內(nèi)力由圖1查得，最小焊縫長(zhǎng)度不應(yīng)小于,節(jié)點(diǎn)板厚度為10cm。（一）下弦節(jié)點(diǎn)21、斜桿2-16與節(jié)點(diǎn)的連接焊縫計(jì)算N=490.9k，設(shè)肢背與肢尖的焊角尺寸分別為和。所需焊縫長(zhǎng)度為：肢背：，取＝200mm肢尖：，取＝140mm2、斜桿2-15與節(jié)點(diǎn)的連接焊縫計(jì)算N=-563.16k，設(shè)肢背與肢尖的焊角尺寸分別為和。所需焊縫長(zhǎng)度為肢背：，取＝230mm肢尖：，取＝160mm3、下弦桿與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫計(jì)算焊縫受力為左右下弦桿的內(nèi)力差由斜腹桿焊縫決定的節(jié)點(diǎn)板尺寸，量得實(shí)際節(jié)點(diǎn)板長(zhǎng)度為90cm，肢背及肢尖焊腳尺寸均取為8mm，則計(jì)算長(zhǎng)度lw=cm。肢背焊縫應(yīng)力為:肢背：+16=288.6mm，?。?00mm肢尖：+16=152.3mm，?。?60mm上弦節(jié)點(diǎn)151、斜桿2-15與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫計(jì)算N=-563.16k，設(shè)肢背與肢尖的焊角尺寸分別為和。所需焊縫長(zhǎng)度為肢背：，?。?30mm肢尖：，?。?60mm2、斜桿3-15與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫計(jì)算N=305.79kN，設(shè)肢背與與肢尖的焊腳尺寸分別為和。所需焊縫長(zhǎng)度為：肢背：，取＝130mm肢尖：，?。?0mm3、上弦桿與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫計(jì)算為了便于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7mm。用槽焊縫將上弦角鋼和節(jié)點(diǎn)板連接起來。由腹桿焊縫決定的節(jié)點(diǎn)板的尺寸，實(shí)際測(cè)的節(jié)點(diǎn)板長(zhǎng)度為76cm.假定集中荷載F由槽焊縫承受，F(xiàn)=151.53kN，焊腳尺寸為7mm，上弦桿肢尖焊縫受力為左右上弦桿的內(nèi)力差，偏心距e=16-2.5＝13.5，偏心力矩M=ΔN·e=×=KN·cm，采用hf2=8mm，lw2=74cm，則對(duì)ΔN：對(duì)M：此方案滿足條件，不需要采用節(jié)點(diǎn)板伸出的方案。（三）屋架端部支座節(jié)點(diǎn)為便于施焊，下弦角鋼水平肢的底面與支座底板的距離一般不小于下弦伸出肢的寬度，故可取為120mm。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)板的高度相同，厚度同中間節(jié)點(diǎn)板為12mm。1、支座底板計(jì)算支座反力2、腹桿桿端焊縫計(jì)算BF桿由前面計(jì)算結(jié)果取肢背及肢尖角焊縫尺寸分別為：mm，mm,。3、底板計(jì)算支反力Rd=KN，fc=N/mm2，所需底板凈面積：取錨栓直徑d=24mm，錨栓孔直徑為50mm，則所需底板面積為：按構(gòu)造要求采用底板面積為a×b=28×28=784>cm2，底板凈面積為：底板實(shí)際應(yīng)力為：，查表得，，則所需底板厚度取20mm底板尺寸為280×20×280。4、加勁肋與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫計(jì)算一個(gè)加勁肋的連接焊縫所承受的內(nèi)力為，，加勁肋高度與節(jié)點(diǎn)板同高，厚度取與中間節(jié)點(diǎn)板相同為12mm。采用hf=8mm，驗(yàn)算焊縫應(yīng)力對(duì)V：對(duì)M：5、節(jié)點(diǎn)板、加勁肋與底板的連接焊縫計(jì)算取hf=8mm，實(shí)際焊縫總