(完整word版)鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計梯形鋼屋架計算書

1、、設(shè)計資料1、某工廠車間，采用梯形鋼屋架無檁屋蓋方案，廠房跨度取27m，長度為102m，柱距6m。采用1.5m6m 預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土大型屋面板，保溫層、找平層及防水層自重標準值為1.3kN/m 。屋面活荷載標準值為0.5kN/m ，雪荷載22標準值0.5kN/m ，積灰荷載標準值為0.6kN/m ，軸線處屋架端高為1.90m，22屋面坡度為 i=1/12，屋架鉸接支承在鋼筋混凝土柱上，上柱截面400mm，混凝土標號為C25。鋼材采用Q235B級，焊條采用E43 型。2、屋架計算跨度：400mm=27m20.15m=26.7m3、跨中及端部高度：端部高度：h=1900mmh=1915mm屋架中間

2、高度h=3025mm。二、結(jié)構(gòu)形式與布置屋架形式及幾何尺寸如圖一所示:2、荷載組合設(shè)計桁架時，應(yīng)考慮以下三種組合： 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)點荷載設(shè)計值： =(1.353.12+1.40.70.5+1.40.90.6) 1.56=49.122kN圖三 桁架計算簡圖本設(shè)計采用程序計算結(jié)構(gòu)在單位節(jié)點力作用下各桿件的內(nèi)力系數(shù)，見表一。內(nèi)力系數(shù)（=1）計算桿件內(nèi)力（KN)0 合 + + +AB00000000上弦CD 10.82 -8.15 -2.67 -531.50，EF -17.85 -12.87 -4.98 -876.83-551.36-899.63-4

3、56.42-762.94-227.16 -109.78 -551.36-362.43 -193.42 -899.631GH -21.55 -14.66 -6.89 -1058.58 -1070.90 -936.29 -418.75 -252.32 -1070.90HJ -22.72 -14.23 -8.49 -1116.05 -.80 -1008.36 -415.23 -292.28 -1116.05，JK -23.2 -14.72 -8.48 -.63 -.49 -1026.38 -428.05 -294.39 -.63abbccddeef5.994.591.4306.59748.57100

4、0.85.501037.26127.43305.05 154.89397.67 224.81 1000.85422.16 273.51 .50364.14 316.58 1073.8159.10306.59748.57aB -.23 -8.6 -2.63 -551.64 -574.70 -471.27 -238.79 -.91 -574.7Bb 8.99 6.62 2.37 441.61 455.48 381.85 185.49 94.46 455.48bD -7.71 -5.37 -2.34 -378.73 -385.31 -332.81 -152.50 -87.59 -385.31Dc 5

5、.85 3.74 2.11 287.36 286.56 258.32 108.54 73.63 287.36cF -4.59 -2.52 -2.07 -225.47 -217.66 -209.86 -76.29 -66.65 -225.47Fd 3.1 1.21 1.89 152.28 138.48 150.26 40.98 55.55 152.28斜 dH -1.92 -0.07 -1.85 -94.31 -74.00 -104.83 -10.83 -48.96 -104.8354.68-18.59100.52-37.96140.84-34.41HeeggKgI037.01Aa -0.5 -

6、0.5Cb Ec -1 -1豎 Gd -1 -10 -24.56 -27.62 -18.95 -13.14 -2.43 -27.620 -49.12 -55.23 -37.91 -26.28 -4.86 -55.230 -49.12 -55.23 -37.91 -26.28 -4.86 -55.230 -49.12 -55.23 -37.91 -26.28 -4.86 -55.230 -73.68 -82.85 -56.86 -39.42 -7.29 -82.85Kf00000四、桿件截面設(shè)計00001、上弦桿：整個上弦桿采用相等截面，按最大設(shè)計內(nèi)力、JK 計算，根據(jù)表得：=-.63KNl =

7、1355mm,本屋ox置和內(nèi)力變化情況，取屋架平面外計算長度為支撐點間的距離，即：loy=3l =4065mm。根據(jù)屋架平面外上弦桿的計算長度，上弦截面宜選用兩個不loy等肢角鋼，且短肢相并，如圖四所示：ox圖四 上弦桿2腹桿最大內(nèi)力=-574.，查表可知，中間節(jié)點板厚度取12mm，支座節(jié)點板厚度取14mm。設(shè)=60，根據(jù)規(guī)范由雙邊角鋼組成的T 行和十字形截面均屬于b 類，查Q235 鋼軸心受力穩(wěn)定系數(shù)表， =0.807，N 1139.633則需要截面積： 2Aflcml406.5需要回轉(zhuǎn)半徑i 2.26cm，i oxx60y根據(jù)、 、 查角鋼規(guī)格表，初選用218012，肢背間距=12mm，i

8、iy該截面特性如下：x=67.42， =3.10cm ， =8.75cm。b /t /12i i2cm1yx按所選角鋼進行驗算：l135.53.10 43.71=150oxixxb /t /120.56l /b 0.564065/18012.6511180124065 12l22tb223.7 )3.7)1oy52.7bt452.71804yz1 =57.89150截面在x 和y平面皆屬b 類，由于 ，只需求出 ，查軸心受壓桿穩(wěn)定yzxy系數(shù)表得 0.819,則有:yN 206.45215N mm2Ay所需截面合適。2 、下弦桿:整個下弦桿采用同一截面，按最大設(shè)計值計算，根據(jù)表得桿=.50KN

9、。計算長度又有: =2700mm, =26700/2=13350mm。de 內(nèi)力最大lloxN 需要截面面積A 51.19 ，選用22f2160 100 12，采用短肢相并，如圖五所示：圖五 下弦桿mmmm該截面特性如下：A= 6011.60， =28.2mm， =78.2mm。22iiyx3ll 長細比計算： ixx13357.82 170.72 350 oyiyyN 1100500 183.08MPa215MPaA6011滿足要求。3、端斜桿 ：已知桿件軸力 -574.70kN，l l 2390mm。因為l l ，故采用不等肢oxoyoxoy 角鋼，長肢相并，使 ，選用角鋼 2 125 8

10、0 10 ，如圖六所示：iixy圖六端斜桿則其截面特性如下：3942mml， 39.8mm， 33.9mm2iixyl2390239033.9對該截面驗算如下： 60.05， 70.50oyoxi39.8ixyxy又因為：b /t 80/1080.482390/8014.342b1.09 424所以：取 170.50179.33 yzy 102l2t220y因為： ，只需求 ，查軸心受壓桿穩(wěn)定系數(shù)表得 =0.692，于是有：yyzyzxN574.703mm2mm2210.68N/f 215 /Ay所需截面合適。4、腹桿 -gK：此桿在 g節(jié)點處不斷開，采用通長桿件。最大拉力： N ，N 100

11、.52kN；eggK最大壓力： N ，N 37.96kN ；eggK再分式桁架中的斜腹桿，在桁架平面內(nèi)的計算長度取節(jié)間中心間距：=2027mmlox在桁架平面外的計算長度：l l (0.75 )(0.7534.41)3960N2N11選用 2 100 10，如圖七所示。4圖七 腹桿-gKmm查角鋼規(guī)格表得:A=3852， =30.5mm， =46.0mm。2iiyx對此截面驗算如下：ll202730.5 oy 3960 x 66.46 150 ，86.09 150 oxy iy46.0ix又因為：b/t 100/10100.58l /b 0.583960/100 22.97b4 0.475 4

12、所以?。?186.09188.70 yzy222 102l toy因為： 只需求 ，查表得 =0.630，于是有：yzyzxN壓應(yīng)力： a a156MP ，滿足要求。 A yN 140840拉應(yīng)力： 36.56MPa215MPa，滿足要求。A38525.豎桿：該桿件-82.85KN， l l0.8 28012241mm，l l 0 xoy由于桿件內(nèi)力較小，按 = =150 選擇，需要的回轉(zhuǎn)半徑為：lli x14.9， 18.67 ，i y查型鋼表，選用2 L 638,如圖八所示：圖八 中豎桿A=1902mm2其截面特性為：，=19.0mm，ixiy=31.0mm對此截面驗算如下：ll 2801

13、30.4 115.2 ， 92.1 150 oyiixyxy5容許長 計算應(yīng)細比 力因截面面cm2）為：b/t=63/8=7.875264.372=528.74。上弦肢尖與節(jié)點板的連接焊縫，應(yīng)按上弦內(nèi)力的 %計算。設(shè)肢 尖焊縫10mm，節(jié)點板長度為 600mm，則節(jié)點一側(cè)弦桿焊縫的計算長度為hfl (600/21020) 270mm，則焊縫應(yīng)力為：w022MPaNf20.71027060.1511396308080.40MPa160MPaM20.7102702f80.4（ ） () 45.22 79.92MPa 160MPaf22221.22ff故滿足要求。節(jié)點板尺寸

14、如圖十一所示：圖十一節(jié)點板 K尺寸94 、端部支座節(jié)點“：如圖十二所示：圖十二支座節(jié)點 a肢的寬度，故可取為 160mm。在節(jié)點中心線上設(shè)置加勁肋，加勁肋的高度與節(jié)點板的高度相同，厚度同端部節(jié)點板為 14mm。（1） 支座底板計算：支座反力 R=491.2KN，混凝土強度C25， /N ，所需底板凈面積為：2fc49120012.5A 39296mm2n錨栓直徑取 d=25mm，錨栓孔直徑為 50mm，則所需底板面積：3.1452A A A 392.96245452.594no按構(gòu)造要求取底板面積為：ab3030900cm 452.59cm ，墊板采用22505012，孔徑為 26mm， 2實際底板凈面積為： =961-2 4 5 =901.38cm 2An449120056538底板實際應(yīng)力：q 8.69N /mm2a (141.2/2)(141.4/2) 18.9cm22113.4b 13.3cm18.91b 9.430.5，查表得： =0.058，則：1a 18.91Mqa =0.0588.69189 2=18004N /mm221所需底板厚度t 6M / f 6/, 取 t=24mm為：31031024。（2）加勁肋與節(jié)點板的連接焊縫計算：一個加勁肋的連接焊縫所承受的內(nèi)力取為：10R 491.2V 122.8KN44M V