鋼屋架課程設(shè)計(jì)
鋼屋架課程設(shè)計(jì),屋架,課程設(shè)計(jì)
鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì) 第 1 頁(yè) 共 30 頁(yè) 目錄 一 設(shè)計(jì)資料 2 二 屋蓋支撐布置 3 1 上弦橫向水平支撐 3 2 下弦橫向水平支撐 3 3 下弦縱向水平支撐 4 4 垂直支撐 4 5 系桿 4 三 荷載和內(nèi)力計(jì)算 5 1 荷載計(jì)算 5 2 荷載組合 6 3 桿件內(nèi)力計(jì)算 6 四 桿件截面設(shè)計(jì) 7 1 上弦桿 7 2 下弦桿 8 3 斜桿 9 4 豎桿 13 五 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) 16 1 腹桿桿端所需連接焊縫計(jì)算 16 2 節(jié)點(diǎn)焊縫驗(yàn)算 18 鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì) 第 2 頁(yè) 共 30 頁(yè) 一 設(shè)計(jì)資料 溫州地區(qū)某一單跨廠房總長(zhǎng)度 60m 縱向柱距 6m 跨度 18m 建筑平面圖如圖 1 所示 1 結(jié)構(gòu)形式 鋼筋混凝土柱 梯形鋼屋架 柱的混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30 屋面坡度i 1 10 L 為屋架跨度 地區(qū)計(jì)算溫度高于 20 0C 無侵蝕性介質(zhì) 屋架下弦標(biāo)高為18m 廠房 內(nèi)橋式吊車為1臺(tái)30t 中級(jí)工作制 2 屋架形式及材料 屋架形式 幾何尺寸及內(nèi)力系數(shù) 節(jié)點(diǎn)荷載 P 1 0 作用下桿件的內(nèi)力 如附圖 2 所示 屋架采用的鋼材為 Q235 鋼 并具有機(jī)械性能 抗拉強(qiáng)度 伸長(zhǎng)率 屈服點(diǎn) 180 冷彎試驗(yàn)和碳 硫 磷含量的保證 焊條為 E43 型 手工焊 3 荷載標(biāo)準(zhǔn)值 水平投影面計(jì) 永久荷載 三氈四油 上鋪綠豆砂 防水層 0 5 KN m 2 水泥砂漿找平層 0 5 KN m 2 保溫層 0 55 KN m 2 一氈二油隔氣層 0 05 KN m 2 水泥砂漿找平層 0 4 KN m 2 預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板 1 4 KN m 2 屋架及支撐自重 按經(jīng)驗(yàn)公式 計(jì)算 0 318 KN m 20 12qL 懸掛管道 0 15 KN m 2 可變荷載 屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 0 7KN m 2 雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值 0 35KN m 2 積灰荷載標(biāo)準(zhǔn)值 1 2 KN m 2 廠房平面圖 鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì) 第 3 頁(yè) 共 30 頁(yè) 1990 1350 2290 2590 289 02613 2864 31242530 2864 31241507 51507 51507 5 1507 51507 51507 5 150 A a c e g B C D F G a 18 米跨屋架幾何尺寸 A a 3 470 0 000 6 221 8 993 9 102 9 102 6 502 3 38 2 0 690 0 462 4 739 1 884 0 462 1 0 1 0 0 812 0 5 7 962 9 279 9 279c e g B C D E F G0 5 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 b 18 米跨屋架全跨單位荷載作用下各桿件的內(nèi)力值 內(nèi)力系數(shù)圖 二 屋蓋支撐布置 1 上弦橫向水平支撐 上弦橫向水平支撐布置在房屋兩端的第一開間 沿屋架上弦平面在跨度方向全 長(zhǎng)布置 因?yàn)樯舷覚M向水平支撐的間距小于 60m 所以在中間柱間不設(shè)橫向水平支撐 2 下弦橫向水平支撐 屋架跨度為 18m 應(yīng)在上弦橫向水平支撐同一開間設(shè)置下弦橫向水平支撐 且沿 鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì) 第 4 頁(yè) 共 30 頁(yè) 屋架下弦在屋架跨度方向全長(zhǎng)布置 3 下弦縱向水平支撐 本廠房設(shè)有 1 臺(tái) 30t 中級(jí)工作制 的橋式吊車 所以應(yīng)在下弦布置縱向水平支撐 4 垂直支撐 垂直支撐應(yīng)設(shè)在上 下弦橫向水平支撐同一開間內(nèi)的兩榀屋架之間 梯形屋架 跨度 L 18m 時(shí) 可僅在跨中和兩端各設(shè)置一道 共三道 5 系桿 屋脊節(jié)點(diǎn)以及屋架支座處沿廠房設(shè)置通常的剛性系桿 屋架下弦跨中通常設(shè)置 一道柔性系桿 屋蓋支撐布置如圖 3 所示 上弦橫向水平支撐 鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì) 第 5 頁(yè) 共 30 頁(yè) 下弦橫向水平支撐 三 荷載和內(nèi)力計(jì)算 1 荷載計(jì)算 1 屋面永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值 三氈四油 上鋪綠豆砂 防水層 0 5 KN m 2 水泥砂漿找平層 0 5 KN m 2 保溫層 0 55 KN m 2 一氈二油隔氣層 0 05 KN m 2 水泥砂漿找平層 0 4 KN m 2 預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板 1 4 KN m 2 屋架及支撐自重 按經(jīng)驗(yàn)公式 計(jì)算 0 318 KN m 20 12qL 懸掛管道 0 15 KN m 2 小計(jì) 3 89KN m 2 其中 tan a 1 10 cos a 95 0 tan1 2 1 屋面可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值 屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 0 7KN m 2 雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值 0 35KN m 2 積灰荷載標(biāo)準(zhǔn)值 1 2 KN m 2 屋面活荷載 屋面雪荷載 max 屋面積灰荷載 1 9KN 沿水平方向分布 kq 2m 鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì) 第 6 頁(yè) 共 30 頁(yè) 2 荷載組合 1 鋼屋架強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗(yàn)算時(shí) 僅考慮全跨荷載作用下工況 即全跨永久荷 載 全跨可變荷載 屋架上弦節(jié)點(diǎn)荷載 由永久荷載效應(yīng)控制的組合 F 1 35 3 89 1 4 0 7 0 7 1 2 0 9 1 5 6 0 67 05 kN 其中 1 5m 6m 為預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板面積 含灌縫 屋架上弦節(jié)點(diǎn)荷載 由可變荷載效應(yīng)控制的組合 F 1 2 3 89 1 4 1 9 1 5 6 0 65 95 kN 取 F 67 05 kN 2 屋架撓度計(jì)算時(shí) 僅考慮全跨永久荷載 全跨可變荷載組合 屋架上弦節(jié)點(diǎn)荷載 由永久荷載效應(yīng)控制的組合 3 89 1 9 1 5 6 0 52 11 kNkF 3 桿件內(nèi)力計(jì)算 屋架在全跨滿載荷載作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖 2 所示 則 全跨滿載作用下的內(nèi)力計(jì)算結(jié)果見下表 內(nèi)力計(jì)算表 桿件內(nèi)力系數(shù) 桿件名稱 P 1 全跨永久荷載 全跨可變荷載 F 67 05 KN AB 0 0 BD 6 221 417 12 DF 8 993 602 98 上弦桿 FG 9 102 610 29 ac 3 470 232 66 ce 7 962 533 85下弦桿 eg 9 279 622 16 aB 6 502 435 96 斜腹桿 cB 4 739 317 75 鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì) 第 7 頁(yè) 共 30 頁(yè) cD 3 382 226 76 eD 1 884 126 32 eF 0 690 46 26 gF 0 462 30 98 aA 0 5 33 53 cC 1 0 67 05 eE 1 0 67 05 豎腹桿 gG 0 812 54 44 四 桿件截面設(shè)計(jì) 1 上弦桿 整個(gè)上弦桿采用等截面 按 FG 桿件的最大設(shè)計(jì)值進(jìn)行內(nèi)力設(shè)計(jì) N 610 29 kN 計(jì)算長(zhǎng)度 1507 5mm 2d 2 1507 5 3015mm 按大型屋面與屋架保證三oxloyl1 點(diǎn)可靠焊縫考慮 取兩屋面板的寬度 最大腹桿壓力為 435 96 kN aB 腹桿 由屋架節(jié)點(diǎn)板厚度參考表可知 支座節(jié) 點(diǎn)板厚度取 t 12mm 中間節(jié)點(diǎn)板厚度取 t 10mm 因?yàn)?2 截面宜采用 兩個(gè)不等肢角鋼相并 截面類型為 b 類 如圖所示 oylx y xx 10mm 設(shè) 60 查表得 所需面積為 80 鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì) 第 8 頁(yè) 共 30 頁(yè) 234 5172807 619mfNA 需要回轉(zhuǎn)半徑為 clix 650 mliy 025 310 根據(jù)需要的 A ix iy 查角鋼型鋼表 選用 2 140 90 8 短肢相距 10mm A 36 077 ix 2 59cm iy 6 73cm 2cm 15020 589 170 xil 150 43 60yil 短肢相并的角鋼 可近似取 滿足長(zhǎng)細(xì)比 yz 1508 由 查得 0 817 b 類 則20 58 x min x 滿足要求 22 3 15 05 2781 769mNfNANx 因此 所選截面合適 2 下弦桿 整個(gè)下弦桿采用同一截面 最大內(nèi)力在 eg 桿 622 16 kN 計(jì)算長(zhǎng)度maxN 3000mm 9000mm 縱向水平支撐點(diǎn)系桿與系桿之間的距離 oxloyl 所需凈截面面積 2 37 8921506 fNAn 選用 2 125 80 8 短肢相距 10mm A 31 978 ix 2 28cm iy 6 07cm 如2cm 圖 5 所示 鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì) 第 9 頁(yè) 共 30 頁(yè) xx y y 350 8 13 20 xoil 7 4 609yoil 滿足要求 22 3 15 5 198 762 mNfNAN 3 斜桿 1 aB 桿 桿端軸力 N 435 96 kN 計(jì)算長(zhǎng)度 2530mm 由于 故采用不等肢xl0oyxl0oy 角鋼 長(zhǎng)肢相并 即使 所需的凈截面面積為 yxi 2367 512807 9645mfNA 選用 2 125 80 8 長(zhǎng)肢相距 10mm A 31 978 ix 4 01cm iy 3 27cm 2cm150 9 631 4025 xoil 7 2yoil 對(duì)于 y 軸要考慮扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的影響 采用換算長(zhǎng)細(xì)比 對(duì)于長(zhǎng)邊相連的不等肢角 鋼 10mm 鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì) 第 10 頁(yè) 共 30 頁(yè) 18 580234 01822 bltboy 5309 7 09 1 2424 tlyyz 只需求出 yzxmin yz 由 85 8 查得 b 類 則yz in61 0yz 滿足要求 22 3 15 5 28 9761 045 mNfNANx 2 cB 桿 桿端軸力 N 317 75 kN 計(jì)算長(zhǎng)度 0 8l 0 8 2613mm 2090 4 mm xl0 l 2613mm 所需凈截面面積 oyl 2391 47215 7mfNA 選用 2 56 8 等肢角鋼 肢相距 10mm A 16 734 ix 1 68cm iy 2 75cm 2c350 4 18 6209 xoil 5 273yoil 滿足要求 222 3 15 8 19 4 16705 mNfNmAN 3 cD 桿 桿端軸力 N 226 76kN 計(jì)算長(zhǎng)度 llx 2 91864 00 所需凈截面面積 mloy2864 23 07 215mfNA 選用 2 75 7 等肢角鋼 肢相距 10mm A 20 32 ix 2 3cm iy 3 48cm 2c 鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì) 第 11 頁(yè) 共 30 頁(yè) 15062 93 21 xoil 8 4yoil 對(duì)于 y 軸要考慮扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的影響 采用換算長(zhǎng)細(xì)比 對(duì)于兩肢相連的等肢角鋼 76 20845 0 7105 bltboy 153 2864 3 47 01 22 tlyyz 只需求出 xyz min x 由 99 62 查得 0 559 b 類 則x inx 滿足要求 222 3 15 63 19 59 02167 mNfNANx 4 eD 桿 桿端軸力 N 126 32 kN 計(jì)算長(zhǎng)度 mllx 2 912864 00 所需凈截面面積為 mloy2864 235 7126 fNA 選用 2 56 8 等肢角鋼 肢相距 10mm A 16 734 ix 1 68cm iy 2 75cm 2cm 150 38 16 29 xoil 045 278yoil 滿足要求 22 3 15 9 4 16702mNfNAN 鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì) 第 12 頁(yè) 共 30 頁(yè) 5 eF 桿 桿端軸力 N 46 26 kN 計(jì)算長(zhǎng)度 mllx 2 493128 00 所需的截面面積為 mloy3124 6 7 21564fNA 選用 2 56 8 等肢角鋼 肢相距 10mm A 16 734 ix 1 68cm iy 2 75cm 2cm150 76 148 29 xoil 35 2yoil 對(duì)于 y 軸要考慮扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的影響 采用換算長(zhǎng)細(xì)比 對(duì)于兩肢相連的等肢角鋼 36 25148 0 7856 bltboy 50 831246 47 01 2 tlyyz 只需求出 xyz min x 由 148 76 查得 0 314 b 類 則x inx 滿足要求 222 3 15 04 8 14 0672 mNfNANx 6 gF 桿 桿端軸力 N 30 98 kN 計(jì)算長(zhǎng)度 mllx 2 493128 00 所需的截面面積為 mloy3124 35 7 2159fNA 選用 2 56 8 等肢角鋼 肢相距 10mm A 16 734 ix 1 68cm iy 2 75cm 2cm 鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì) 第 13 頁(yè) 共 30 頁(yè) 150 76 148 29 xoil 35 2yoil 對(duì)于 y 軸要考慮扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的影響 采用換算長(zhǎng)細(xì)比 對(duì)于兩肢相連的等肢角鋼 36 25148 0 7856 bltboy 50 831246 47 01 2 tlyyz 只需求出 xyz min x 由 148 76 查得 0 314 b 類 則x inx 滿足要求 222 3 15 96 58 14 06798 mNfNANx 4 豎桿 1 cC 桿 eE 桿的選用及驗(yàn)算 eE 桿最長(zhǎng) 因此只要驗(yàn)算 eE 桿 cC 桿選用與 eE 桿相同鋼材 N 67 05kN 計(jì)算長(zhǎng)度 所需的截面面積為 mllx 207598 00 mloy2590 34 67 2156fNA 選用 2 50 6 等肢角鋼 肢相距 10mm A 11 375 ix 1 51cm iy 2 48cm 2c150 137 520 xoil 鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì) 第 14 頁(yè) 共 30 頁(yè) 150 4 108 259 yoil 對(duì)于 y 軸要考慮扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的影響 采用換算長(zhǎng)細(xì)比 對(duì)于兩肢相連的等肢角鋼 04 35298 0 3 8650 bltboy 157 1 6259047 1 47 1 2420 tlyyz 只需求出 xyz min x 由 137 22 查得 0 354 b 類 則x inx 滿足要求 222 3 15 50 16 54 0617 mNfNANx 2 aA 桿 N 33 53kN 計(jì)算長(zhǎng)度 所llx 159208 0 loy190 需的截面面積為 2 3 197 25mfNA 為了便于支撐 選用 2 56 8 等肢角鋼 肢相距 10mm A 16 734 ix 2cm 1 68cm iy 2 75cm 150 76 948 152 xoil 3 5 20yoil 對(duì)于 y 軸要考慮扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的影響 采用換算長(zhǎng)細(xì)比 對(duì)于兩肢相連的等肢角鋼 61 20598 0 7856 bltboy 鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì) 第 15 頁(yè) 共 30 頁(yè) 15069 73 819054 36 72 45 01 242 tlbyyz 只需求出 xyz min x 由 94 76 查得 0 593 b 類 則x inx 滿足要求 222 3 15 79 3 4 16759 0 mNfNANx 3 gG 桿 N 54 44 kN 計(jì)算長(zhǎng)度 選用 2 56 8 等肢角ll 260189 00 鋼組成的十字型斜截面 肢相距 10mm A 16 734 cm 則 cmAIi 1 2734 6 滿足要求 350 2 60 ilo 滿足要求 222 3 1 53 4 16705 mNfNmAN 桿件內(nèi)力組合 桿內(nèi)力 計(jì)算長(zhǎng)度 回轉(zhuǎn)半徑 截面 積 系數(shù) 桿件名稱 kN xl0yl0 截面形 式 規(guī)格 xiyi2cmin 2N 上弦 FG 桿 610 29 1507 5 3015 2 140 90 8 2 59 6 73 36 077 0 817 207 05 弦桿 下弦 eg 桿 622 16 3000 9000 2 125 80 8 2 28 6 07 31 978 194 56 aB 435 96 2530 2530 2 125 80 8 4 01 3 27 31 978 0 661 206 25 cB 317 75 2090 4 2613 2 56 8 1 68 2 75 16 734 189 88 cD 226 76 2291 2 2864 2 75 7 2 30 3 48 20 32 0 559 199 63 斜腹 桿 eD 126 32 2291 2 2864 2 56 8 1 68 2 75 16 734 75 49 鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì) 第 16 頁(yè) 共 30 頁(yè) eF 46 26 2499 2 3124 2 56 8 1 68 2 75 16 734 0 314 88 04 gF 30 98 2499 2 3124 2 56 8 1 68 2 75 16 734 0 314 58 96 Aa 30 53 1592 1990 2 56 8 1 68 2 75 16 734 0 314 33 79 Cc 67 05 1832 2290 2 50 6 1 51 2 48 11 376 0 354 166 50 Ee 67 05 2072 2590 2 50 6 1 51 2 48 11 376 0 354 166 50 豎腹 桿 Gg 54 44 2601 2 56 8 1 68 2 75 16 734 0 314 32 53 五 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) 1 腹桿桿端所需連接焊縫計(jì)算 1 aB 桿 N 435 96kN 按構(gòu)造要求 取肢背焊縫的焊腳尺寸 取肢尖焊縫的焊mhf51 腳尺寸 mhf52 肢背 取 270mm hfNhl fwfw 01 2631057 2964307 02 31111 肢尖 取 150mm mfhl fwfw 4 6 32222 均滿足大于 8 小于 60 滿足構(gòu)造要求 1wl2mf40mhf30 2 cB 桿 N 317 75kN 按構(gòu)造要求 取肢背焊縫的焊腳尺寸 取肢尖焊縫的焊腳hf51 尺寸 mhf52 肢背 取 210mm mhfNhl fwfw 59 2081657 0237 0231111 肢尖 取 100mm fl fwfw 32222 鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì) 第 17 頁(yè) 共 30 頁(yè) 均滿足大于 8 小于 60 滿足構(gòu)造要求 1wl2mhf40 mhf30 3 cD 桿 N 226 76 kN 按構(gòu)造要求 取肢背焊縫的焊腳尺寸 取肢尖焊縫的焊mhf51 腳尺寸 mhf52 肢背 取 160m hfNhl fwfw 73 150657 027 0231111 肢尖 取 80mm mfl fwfw 4 32222 均滿足大于 8 小于 60 滿足構(gòu)造要求 1wl2mhf40mhf0 4 eD 桿 N 126 32 kN 由于腹桿內(nèi)力較小 所以按構(gòu)造要求焊接 取 5mm 取1fh2f 取 60mm mhlf501821 5 eF 桿 N 46 26 kN 由于腹桿內(nèi)力較小 所以按構(gòu)造要求焊接 取 5mm 取1fh2f 取 60mm mhlf501821 6 gF 桿 N 30 98 kN 由于腹桿內(nèi)力較小 所以按構(gòu)造要求焊接 取 5mm 取1fh2f 取 60mm mhlf501821 7 gG 桿 N 54 44 kN 由于腹桿內(nèi)力較小 所以按構(gòu)造要求焊接 取 5mm 取1fh2f 取 60mm mhlf501821 鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì) 第 18 頁(yè) 共 30 頁(yè) 總上 腹桿端焊縫長(zhǎng)度匯總?cè)缦?腹桿桿端焊縫長(zhǎng)度 肢背焊縫 肢尖焊縫 桿件名稱 設(shè)計(jì)內(nèi)力 kN 焊縫長(zhǎng)度 焊腳尺寸 焊縫長(zhǎng)度 焊腳尺寸 aB 435 96 270 5 150 5 cB 317 75 210 5 100 5 cD 226 76 160 5 80 5 eD 126 32 60 5 60 5 eF 46 26 60 5 60 5 gF 30 98 60 5 60 5 gG 54 44 60 5 60 5 cC 67 05 60 5 60 5 aA 33 53 60 5 60 5 eE 67 05 60 5 60 5 2 節(jié)點(diǎn)焊縫驗(yàn)算 1 支座節(jié)點(diǎn) a 1 桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫計(jì)算 a c 桿內(nèi)力 N 232 66kN 取肢背 肢mhf51 尖 所需焊縫長(zhǎng)度為 mhf52 肢背 取 170mm hfNl fw 80 165057 26307 0 3111 肢尖 取 70mm mfl fwf 93 2 322 鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì) 第 19 頁(yè) 共 30 頁(yè) 弦桿與節(jié)點(diǎn)板滿焊 其實(shí)際長(zhǎng)度 大于所需長(zhǎng)度 高度取 滿足ml325 mb410 要求 2 支座底板驗(yàn)算 支座處屋架反力 C30 混凝土 KNFR3 402 671 錨桿直徑取 d 25mm 孔徑 2 3 14Nfc 5 22 95040mAo 支座底板需要面積 234 6 1fROc 底板尺寸取 22 0987503250Amm 錨栓墊板采用 100mm 100mm 20mm 孔徑 底板實(shí)際應(yīng)力為 6 225 83 5 493870 mAn 22 7 4 261NRqo 節(jié)點(diǎn)板 加勁肋將底板分成四塊相同的相鄰兩邊支承板 ma24 1370 21 2 根據(jù)幾何關(guān)系 可得 查表得 mb49 681 5 1ab058 底板上的最大彎矩為 mNNqaM 3224 37 05 21 底板厚度為 ft 18 6max 按照構(gòu)造要求 取底板厚度為 t 20mm 3 加勁肋與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫計(jì)算 加勁肋高度取與節(jié)點(diǎn)板相同 為 410mm 厚度 也與節(jié)點(diǎn)板相同 取 12mm 采用兩側(cè)面角焊縫與節(jié)點(diǎn)板相連 焊腳尺寸取 mhf5 假定加勁肋受力為屋架反力的 即 則焊縫內(nèi)力 為 4 1KNR8 104 3 2 鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì) 第 20 頁(yè) 共 30 頁(yè) kNV58 10 mKeM 634 24 58 10 焊縫應(yīng)力 2 3 8 01 7 7 2lhwff 2232 1 4 4 5 0 6 06 mNlwff 滿足要求 22222 60 84 3 1 fmNwff 4 節(jié)點(diǎn)板 加勁肋和底板的連接焊縫計(jì)算 設(shè)焊縫傳遞全部支座反力 R 402 3kN 其 中每塊加勁肋個(gè)傳遞 R 4 100 58kN 節(jié)點(diǎn)板傳力為 R 2 201 15kN 節(jié)點(diǎn)板與底板的連接焊縫長(zhǎng)度 取焊腳尺寸為 mlw468 2850 則mtmhf 7 6205 1 8 22223 195 60 1 487 02 NfNlR wwff 滿足要求 加勁肋與底板的焊縫長(zhǎng)度 設(shè)焊腳尺寸為 mlw128 201 則mhf8 鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì) 第 21 頁(yè) 共 30 頁(yè) 22223 195 60 1 3 140 187 05 4 mNfmNlhR wwff 滿足要求 下弦節(jié)點(diǎn) a 2 下弦節(jié)點(diǎn) c 下弦桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫承受兩節(jié)間的桿力差為 N 533 85 232 66 kN 301 19kN 假設(shè)焊腳尺寸 滿足構(gòu)造要求 74 105 5mtmhf 一個(gè)角鋼與節(jié)點(diǎn)板之間的焊縫長(zhǎng)度為 肢背 取 220mm ffwff hmhNl 609 2101657 02937 02 3111 鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì) 第 22 頁(yè) 共 30 頁(yè) 肢尖 取 80mm ffwff hmhNl 823 710657 02937 02 32 下弦桿與節(jié)點(diǎn)板滿焊 其實(shí)際長(zhǎng)度 大于所需長(zhǎng)度 滿足要求 ml4 下弦節(jié)點(diǎn) c 3 下弦節(jié)點(diǎn) e 下弦與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫承受兩節(jié)間的桿力差為 N 622 16 533 85 kN 88 31kN 假設(shè)焊腳尺寸 滿足構(gòu)造要求 74 105 5mtmhf 一個(gè)角鋼與節(jié)點(diǎn)板之間的焊縫長(zhǎng)度為 肢背 取 70mm ffwff hmhNl 6014 901657 02387 02111 肢尖 取 30mm ffwffl 87 2 3222 下弦桿與節(jié)點(diǎn)板滿焊 其實(shí)際長(zhǎng)度 l 400mm 滿足要求 鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì) 第 23 頁(yè) 共 30 頁(yè) 下弦節(jié)點(diǎn) e 4 下弦拼接節(jié)點(diǎn) g 下弦拼接桿處的最大桿力為 622 16kN 設(shè)焊腳尺寸為 5mm 接頭一側(cè)需要的焊縫長(zhǎng) 度為 mfhNlww 75 216057 427 0431 拼接角鋼的總長(zhǎng)度 取 600mm alfw 8 2 2 下弦與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫驗(yàn)算 設(shè) mhf5 取 80mm mfhNl fw 49 7251607 2 07 02 15 31 下弦桿與節(jié)點(diǎn)板滿焊 即實(shí)際焊縫長(zhǎng)度尺寸為200mm 滿足設(shè)計(jì)要求 鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì) 第 24 頁(yè) 共 30 頁(yè) 下弦拼接節(jié)點(diǎn) g 5 上弦節(jié)點(diǎn) A 上弦桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫承受的荷載及桿件內(nèi)力 P 33 53KN N 0 上弦桿焊 腳尺寸為 5mm 因而采用大型屋面板 因此節(jié)點(diǎn)板可以伸出屋架上弦 按實(shí)際焊縫長(zhǎng)度 節(jié) 點(diǎn)板滿焊 mlw2051251 肢背焊縫 滿足要求 22232121 160 58 9 07 1 7 0 7 0 mNflhNlhP wwfwff 肢尖焊縫 滿足要求 22232221 160 58 9 07 1 5 7 0 7 0 flhlhP wwfwff 鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì) 第 25 頁(yè) 共 30 頁(yè) 上弦節(jié)點(diǎn) A 6 上弦節(jié)點(diǎn) B 上弦桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫承受的荷載及桿件內(nèi)力 P 67 05KN N 417 12 0 417 12KN 上弦桿焊腳尺寸為 5mm 因而采用大型屋面板 因此節(jié)點(diǎn)板 可以伸出屋架上弦 按實(shí)際焊縫長(zhǎng)度 節(jié)點(diǎn)板滿焊 mlw3901401 肢背焊縫 2223232121 160 0 15 97 045 957 0 16 7 0 7 0 mNflhNlhP wwfwff 滿足要求 肢尖焊縫 222323221 160 50 9 7 0145 957 0 1 6 7 0 7 0 mNflhNlhP wwfwff 滿足要求 鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì) 第 26 頁(yè) 共 30 頁(yè) 上弦節(jié)點(diǎn) B 7 上弦節(jié)點(diǎn) C 上弦桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫承受的荷載及桿件內(nèi)力 P 67 05kN N 0 上弦桿焊腳 尺寸為 5mm 因而采用大型屋面板 因此節(jié)點(diǎn)板可以伸出屋架上弦 按實(shí)際焊縫長(zhǎng)度 節(jié)點(diǎn) 板滿焊 mlw140150 肢背焊縫 滿足要求 22232121 160 04 8 157 0 6 7 0 7 0 mNflhNlhP wwfwff 肢尖焊縫 滿足要求 2223222 160 05 8 1457 0 1 6 7 0 7 0 flhlh wwfwff 鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì) 第 27 頁(yè) 共 30 頁(yè) 上弦節(jié)點(diǎn) C 8 上弦節(jié)點(diǎn) D 上弦桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫承受的荷載及桿件內(nèi)力 P 67 05kN N 602 98 417 12 185 86kN 上弦桿焊腳尺寸為 5mm 因而采用大型屋面板 因此節(jié)點(diǎn) 板可以伸出屋架上弦 按實(shí)際焊縫長(zhǎng)度 節(jié)點(diǎn)板滿焊 mlw3901401 肢背焊縫 2223232121 160 04 5 97 0865 957 0 16 7 0 7 0 NflhNlhP wwfwff 滿足要求 肢尖焊縫 222323221 160 7 19 057 861 9057 1 6 7 0 7 0 mNflhNlhP wwfwff 滿足要求 鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì) 第 28 頁(yè) 共 30 頁(yè) 上弦節(jié)點(diǎn) D 9 上弦節(jié)點(diǎn) E 弦桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫承受的荷載及桿件內(nèi)力 P 67 05kN N 0 上弦桿焊腳尺 寸為 5mm 因而采用大型屋面板 因此節(jié)點(diǎn)板可以伸出屋架上弦 按實(shí)際焊縫長(zhǎng)度 節(jié)點(diǎn)板 滿焊 mlw140150 肢背焊縫 滿足要求 22232121 160 04 8 157 0 6 7 0 7 0 mNflhNlhP wwfwff 肢尖焊縫 滿足要求 2223222 160 04 8 157 0 1 6 7 0 7 0 flhlh wwfwff 鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì) 第 29 頁(yè) 共 30 頁(yè) 上弦節(jié)點(diǎn) E 10 上弦節(jié)點(diǎn) F 上弦桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫承受的荷載及桿件內(nèi)力 P 67 05kN N 610 29 602 98 7 31kN 上弦桿焊腳尺寸為 5mm 因而采用大型屋面板 因此節(jié)點(diǎn)板 可以伸出屋架上弦 按實(shí)際焊縫長(zhǎng)度 節(jié)點(diǎn)板滿焊 mlw3201301 肢背焊縫 2223232121 160 1 057 057 16 7 0 7 0 NflhNlhP wwfwff 滿足要求 肢尖焊縫 222323221 160 7 1 057 057 1 6 7 0 7 0 mNflhNlhP wwfwff 滿足要求 鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì) 第 30 頁(yè) 共 30 頁(yè) 上弦節(jié)點(diǎn) F 11 上弦拼接節(jié)點(diǎn) G 上弦拼接處最大桿力 N 610 29kN 上弦一側(cè)所需焊縫長(zhǎng)度 l 假設(shè) mhf5 每一側(cè)拼接角鋼與上弦所需的焊縫長(zhǎng)度 hfNhl fwfw 45 2810657 042917 042 31 拼接角鋼長(zhǎng)度為 取 620mm mbl 5 28 1 上弦桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫比較長(zhǎng) 且屋脊節(jié)點(diǎn)的桿件內(nèi)力差較小 故無需計(jì)算 其焊 縫可按構(gòu)造滿焊 鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì) 第 31 頁(yè) 共 30 頁(yè) 上弦拼接節(jié)點(diǎn) G
鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)
題 目
鋼屋架課程設(shè)計(jì)
姓 名
徐文君
學(xué)號(hào)（序號(hào)）
10115003140
班 級(jí)
10土木本一
學(xué) 院
建筑與土木工程學(xué)院
指導(dǎo)教師
陳聯(lián)盟
時(shí) 間
2013年4月
鋼 結(jié) 構(gòu) 課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書
班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 姓名：
一、設(shè)計(jì)資料
溫州地區(qū)某一單跨廠房總長(zhǎng)度60m，縱向柱距6m，跨度18m。建筑平面圖如圖1所示。
1.結(jié)構(gòu)形式:
鋼筋混凝土柱，梯形鋼屋架。柱的混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，屋面坡度i=1/10；L為屋架跨度。地區(qū)計(jì)算溫度高于-200C，無侵蝕性介質(zhì)，屋架下弦標(biāo)高為18m；廠房?jī)?nèi)橋式吊車為1臺(tái)30t（中級(jí)工作制）。
2. 屋架形式及材料:
屋架形式、幾何尺寸及內(nèi)力系數(shù)（節(jié)點(diǎn)荷載P=1.0作用下桿件的內(nèi)力）如附圖2所示。屋架采用的鋼材為Q235鋼，并具有機(jī)械性能：抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、屈服點(diǎn)、180℃冷彎試驗(yàn)和碳、硫、磷含量的保證；焊條為E43型，手工焊。
3. 荷載標(biāo)準(zhǔn)值（水平投影面計(jì)）
① 永久荷載：
三氈四油（上鋪綠豆砂）防水層 0.5 KN/m2
水泥砂漿找平層 0.5 KN/m2
保溫層 KN/m2
一氈二油隔氣層 0.05 KN/m2
水泥砂漿找平層 0.4 KN/m2
預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板 1.4 KN/m2
屋架及支撐自重：按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： KN/m2
懸掛管道： 0.15 KN/m2
② 可變荷載：
屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：
雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 0.35KN/m2
積灰荷載標(biāo)準(zhǔn)值： KN/m2
二、設(shè)計(jì)內(nèi)容
1、屋蓋及屋蓋支撐的布置；
2、鋼屋架設(shè)計(jì)：對(duì)鋼屋架進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算（不考慮風(fēng)荷載、地震作用，僅考慮全跨荷載作用下工況）、桿件截面設(shè)計(jì)、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)；
3、繪制鋼屋架施工圖。（2號(hào)圖紙）
（1） 桁架索引圖（習(xí)慣畫在圖紙左上角）比例1：100：左半為幾何尺寸，右半為桿件計(jì)算內(nèi)力；
（2） 正面圖（對(duì)稱半榀）軸線比例1：20或1：30，桿件、節(jié)點(diǎn)比例1：10或1：15；
（3） 節(jié)點(diǎn)板大樣圖；（4） 材料表；（5）施工圖說明（附注）
三、設(shè)計(jì)要求
1.計(jì)算書須用黑色（或藍(lán)黑色）鋼筆（或碳素筆）書寫，插圖應(yīng)用鉛筆按一定比例繪制，做到眉目清晰，文圖配合；
2.圖紙應(yīng)符合《房屋建筑制圖統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 50001—2001）》和《建筑結(jié)構(gòu)制圖標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 50105—2001）》的要求；
3.屋架跨度、積灰荷載取值見附表所示。請(qǐng)將自己的取值填入設(shè)計(jì)任務(wù)書中。
四、時(shí)間安排：五一節(jié)日后一周上交
圖1 廠房平面圖
附表 屋面保溫層及積灰荷載的取值 (KN/m2)
序 號(hào)
1
2
3
4
5
6
7
保溫層
0.4
0.45
0.5
0.55
0.6
0.65
0.7
積灰荷載
0.7
0.8
0.9
1.0
1.1
1.2
1.3
序 號(hào)
8
9
10
11
12
13
14
保溫層
0.65
0.55
0.6
0.5
0.7
0.7
0.65
積灰荷載
1.3
1.2
1.2
1.0
0.9
0.7
0.8
序 號(hào)
15
16
17
18
19
20
21
保溫層
0.65
0.6
0.5
0.45
0.45
0.5
0.4
積灰荷載
0.9
1.0
1.1
1.2
1.3
1.3
1.2
序 號(hào)
22
23
24
25
26
27
28
保溫層
0.5
0.45
0.55
0.7
0.65
0.65
0.6
積灰荷載
1.2
1.0
1.3
1.3
1.0
1.2
1.2
序 號(hào)
29
30
31
32
33
34
35
保溫層
0.5
0.45
0.45
0.5
0.4
0.5
0.45
積灰荷載
1.3
1.1
1.2
0.9
0.8
0.7
1.2
學(xué) 號(hào)
36
37
38
39
40
41
42
保溫層
0.55
0.4
0.45
0.5
0.55
0.6
0.65
積灰荷載
1.0
1.3
1.0
1.2
1.2
1.3
1.1
學(xué) 號(hào)
43
44
45
46
47
48
49
保溫層
0.4
0.4
0.35
0.4
0.5
0.65
0.40
積灰荷載
1.0
1.35
1.0
1.2
1.25
1.25
1.1
學(xué) 號(hào)
50
51
52
53
54
55
56
保溫層
0.4
0.55
0.45
0.5
0.65
0.75
0.7
積灰荷載
1.2
1.35
1.0
1.2
1.25
1.25
1.1
附圖
a . 18米跨屋架幾何尺寸 b . 18米跨屋架全跨單位荷載作用下各桿件的內(nèi)力值
c . 18米跨屋架半跨單位荷載作用下各桿件的內(nèi)力值
圖2 內(nèi)力系數(shù)圖
3
鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)
一、設(shè)計(jì)資料
溫州地區(qū)某一單跨廠房總長(zhǎng)度60m，縱向柱距6m，跨度18m。建筑平面圖如圖1所示。
1.結(jié)構(gòu)形式:
鋼筋混凝土柱，梯形鋼屋架。柱的混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，屋面坡度i=1/10；L為屋架跨度。地區(qū)計(jì)算溫度高于-200C，無侵蝕性介質(zhì)，屋架下弦標(biāo)高為18m；廠房?jī)?nèi)橋式吊車為1臺(tái)30t（中級(jí)工作制）。
2. 屋架形式及材料:
屋架形式、幾何尺寸及內(nèi)力系數(shù)（節(jié)點(diǎn)荷載P=1.0作用下桿件的內(nèi)力）如附圖2所示。屋架采用的鋼材為Q235鋼，并具有機(jī)械性能：抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、屈服點(diǎn)、180℃冷彎試驗(yàn)和碳、硫、磷含量的保證；焊條為E43型，手工焊。
3. 荷載標(biāo)準(zhǔn)值（水平投影面計(jì)）
① 永久荷載：
三氈四油（上鋪綠豆砂）防水層 0.5 KN/m2
水泥砂漿找平層 0.5 KN/m2
保溫層 0.55 KN/m2
一氈二油隔氣層 0.05 KN/m2
水泥砂漿找平層 0.4 KN/m2
預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板 1.4 KN/m2
屋架及支撐自重：按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： 0.318 KN/m2
懸掛管道： 0.15 KN/m2
② 可變荷載：
屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：
雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 0.35KN/m2
積灰荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 1.2 KN/m2
廠房平面圖
a. 18米跨屋架幾何尺寸
b . 18米跨屋架全跨單位荷載作用下各桿件的內(nèi)力值
內(nèi)力系數(shù)圖
二、屋蓋支撐布置
1、上弦橫向水平支撐
上弦橫向水平支撐布置在房屋兩端的第二開間，沿屋架上弦平面在跨度方向全長(zhǎng)布置?？紤]到上弦橫向水平支撐的間距大于60m,應(yīng)在中間柱間增設(shè)橫向水平支撐。
2、下弦橫向水平支撐
屋架跨度為18m,應(yīng)在上弦橫向水平支撐同一開間設(shè)置下弦橫向水平支撐，且沿屋架下弦在屋架跨度方向全長(zhǎng)布置。
3、下弦縱向水平支撐
本廠房設(shè)有1臺(tái)30t(中級(jí)工作制)的橋式吊車，且未設(shè)柱梁，因此，可不設(shè)下弦縱向水平支撐。
4、垂直支撐
垂直支撐應(yīng)設(shè)在上、下弦橫向水平支撐同一開間內(nèi)的兩榀屋架之間。梯形屋架跨度L=18m時(shí)，可僅在跨中和兩端各設(shè)置一道，共三道。
5、系桿
屋脊節(jié)點(diǎn)以及屋架支座處沿廠房設(shè)置通常的剛性系桿，屋架下弦跨中通常設(shè)置一道柔性系桿。
屋蓋支撐布置如圖3所示：
上弦橫向水平支撐
1-1
2-2
下弦橫向水平支撐
三、荷載和內(nèi)力計(jì)算
1、荷載計(jì)算
(1)屋面永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值：
三氈四油（上鋪綠豆砂）防水層 0.5 KN/m2
水泥砂漿找平層 0.5 KN/m2
保溫層 0.55 KN/m2
一氈二油隔氣層 0.05 KN/m2
水泥砂漿找平層 0.4 KN/m2
預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板 1.4 KN/m2
屋架及支撐自重：按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： 0.318 KN/m2
懸掛管道： 0.15 KN/m2
小計(jì) ∑3.89KN/ m2
(其中，tan a=1/10, cos a=﹚
(1)屋面可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值：
屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：
雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 0.35KN/m2
積灰荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 1.2 KN/m2
=（屋面活荷載，屋面雪荷載）max +屋面積灰荷載=1.9KN/（沿水平方向分布）
2、荷載組合
﹙1﹚鋼屋架強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗(yàn)算時(shí)，僅考慮全跨荷載作用下工況，即全跨永久荷載+全跨可變荷載。
屋架上弦節(jié)點(diǎn)荷載（由永久荷載效應(yīng)控制的組合）：
F=[1.35×3.89+1.4×（0.7×0.7+1.2×0.9）] ×1.5×6.0=67.05 KN
（其中，1.5m×6m為預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板面積，含灌縫）
屋架上弦節(jié)點(diǎn)荷載（由可變荷載效應(yīng)控制的組合）：
F=﹙1.2×3.89+1.4×1.9﹚×1.5×6.0=65.95 KN
取F=67.05 KN
﹙2﹚屋架撓度計(jì)算時(shí)，僅考慮全跨永久荷載+全跨可變荷載組合：
屋架上弦節(jié)點(diǎn)荷載（由永久荷載效應(yīng)控制的組合）：
=﹙3.89＋1.9﹚×1.5×6.0=52.11 KN
3、桿件內(nèi)力計(jì)算
屋架在全跨滿載荷載作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖2所示。
則，全跨滿載作用下的內(nèi)力計(jì)算結(jié)果見下表：
內(nèi)力計(jì)算表
桿件名稱
桿件內(nèi)力系數(shù)
全跨永久荷載+全跨可變荷載
F=67.05 KN
P=1
上弦桿
AB
0
0
BD
-6.221
-417.12
DF
-8.993
-602.98
FG
-9.102
-610.29
下弦桿
ac
3.470
232.66
ce
7.960
533.72
eg
9.279
622.16
斜腹桿
aB
-6.502
-435.96
cB
4.739
317.75
cD
-3.362
-225.42
eD
1.834
122.97
eF
-0.690
-46.26
gF
-0.462
-30.98
豎腹桿
aA
-0.5
-33.53
cC
-1.0
-67.05
eE
-1.0
-67.05
gG
0.812
54.44
四、桿件截面設(shè)計(jì)
1、上弦桿
整個(gè)上弦桿采用等截面，按FG桿件的最大設(shè)計(jì)值進(jìn)行內(nèi)力設(shè)計(jì)：
N=-610.29 KN。
計(jì)算長(zhǎng)度 =1507.5mm，==2d=2×1507.5=3015mm(按大型屋面與屋架保證三點(diǎn)可靠焊縫考慮，取兩屋面板的寬度)。
最大腹敢壓力為-435.96 KN（aB腹桿），由屋架節(jié)點(diǎn)板厚度參考表可知，支座節(jié)點(diǎn)板厚度取t=12mm,中間節(jié)點(diǎn)板厚度取t=10mm.
因?yàn)?2，截面宜采用 兩個(gè)不等肢角鋼相并，截面類型為b類，如圖所示：
y
x
x
10mm
設(shè)λ=60，查表得，所需面積為:
需要回轉(zhuǎn)半徑為：
根據(jù)需要的A 、ix 、iy ，查角鋼型鋼表，選用2∟140×90×8（短肢相距10mm）,A =36.077 ,ix = 2.59cm, iy =6.73cm.
＜[λ]=150
＜[λ]=150
短肢相并的角鋼，可近似取 =（滿足長(zhǎng)細(xì)比）
由=58.02 查得==0.817（b類），則
（滿足要求）
因此，所選截面合適。
2、下弦桿
整個(gè)下弦桿采用同一截面，最大內(nèi)力在eg桿，=622,16 KN 計(jì)算長(zhǎng)度=3000mm, =9000mm(縱向水平支撐點(diǎn)系桿與系桿之間的距離)。
所需凈截面面積：
選用2∟125×80×8（短肢相距10mm）,A=31.978,ix =2.28cm, iy =6.07cm.如圖5所示：
10mm
x
x
y
y
(滿足要求)
3、斜桿
（1）aB桿
桿端軸力N=-435.96 KN,計(jì)算長(zhǎng)度==2530mm，由于=，故采用不等肢角鋼，長(zhǎng)肢相并，即使。所需的凈截面面積為：
選用2∟125×80×8（長(zhǎng)肢相距10mm）A=31.978,ix =4.06cm, iy =3.27cm.
對(duì)于y軸要考慮扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的影響，采用換算長(zhǎng)細(xì)比。對(duì)于長(zhǎng)邊相連的不等肢角鋼：
∴
∵＞＞，只需求出=
∴由=85.8查得（b類），則
（滿足要求）
（2）cB桿
桿端軸力N=317.75 KN, 計(jì)算長(zhǎng)度=0.8l=0.8×2613mm=2090.4 mm , =l=2613mm.所需凈截面面積：
選用2∟56×8等肢角鋼（肢相距10mm）A=16.734,ix =1.68cm, iy =2.75cm.
(滿足要求)
（3）cD桿
桿端軸力N=-225.42 KN, 計(jì)算長(zhǎng)度 .所需凈截面面積：
選用2∟75×7等肢角鋼（肢相距10mm）A=20.32,ix =2.3cm, iy =3.48cm.
對(duì)于y軸要考慮扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的影響，采用換算長(zhǎng)細(xì)比。對(duì)于兩肢相連的等肢角鋼：
∴
∵＞＞，只需求出=
∴ 由=99.62 查得==0.559（b類），則
（滿足要求）
（4）eD桿
桿端軸力N=122.97 KN, 計(jì)算長(zhǎng)度 .所需凈截面面積為：
選用2∟56×8等肢角鋼（肢相距10mm）A=16.734,ix =1.68cm, iy =2.75cm.
（滿足要求）
（5）eF桿
桿端軸力N=-46.26 KN, 計(jì)算長(zhǎng)度 .所需的截面面積為：
選用2∟56×8等肢角鋼（肢相距10mm）A=16.734,ix =1.68cm, iy =2.75cm.
對(duì)于y軸要考慮扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的影響，采用換算長(zhǎng)細(xì)比。對(duì)于兩肢相連的等肢角鋼：
∴
∵＞＞，只需求出=
∴ 由=148.76 查得==0.314（b類），則
（滿足要求）（6）gF桿
桿端軸力N=-30.98 KN, 計(jì)算長(zhǎng)度 .所需的截面面積為：
選用2∟56×8等肢角鋼（肢相距10mm）A=16.734,ix =1.68cm, iy =2.75cm.
對(duì)于y軸要考慮扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的影響，采用換算長(zhǎng)細(xì)比。對(duì)于兩肢相連的等肢角鋼：
∴
∵＞＞，只需求出=
∴ 由=148.76 查得==0.314（b類），則
（滿足要求）
4、豎桿
cC 桿、eE桿的選用及驗(yàn)算。
（1）eE桿最長(zhǎng),N=-67.05KN,計(jì)算長(zhǎng)度 所需的截面面積為：
選用2∟50×8等肢角鋼（肢相距10mm）A=11.375,ix =1.51cm, iy =2.48cm.
對(duì)于y軸要考慮扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的影響，采用換算長(zhǎng)細(xì)比。對(duì)于兩肢相連的等肢角鋼：
∴
∵＞＞，只需求出=
∴ 由=137.22 查得==0.354（b類），則
（滿足要求）
（2）aA桿
N=-33.53KN，計(jì)算長(zhǎng)度 .所需的截面面積為：
為了便于支撐，選用2∟56×8等肢角鋼（肢相距10mm）A=16.734,ix =1.68cm, iy =2.75cm
對(duì)于y軸要考慮扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的影響，采用換算長(zhǎng)細(xì)比。對(duì)于兩肢相連的等肢角鋼：
∴
∵＞＞，只需求出=
∴ 由=94.76 查得==0.593（b類），則
（滿足要求）
（3）gG桿
N=54.44 KN，計(jì)算長(zhǎng)度 ,選用2∟56×8等肢角鋼組成的十字型斜截面（肢相距10mm）A=16.734, ，則
（滿足要求）
（滿足要求）
桿件內(nèi)力組合
桿件名稱
桿內(nèi)力
計(jì)算長(zhǎng)度
截面形式
規(guī)格
回轉(zhuǎn)半徑
截面積
系數(shù)
KN
弦桿
上弦（FG桿）
-610.29
1507.5
3015
┓│┏
2∟140×90×8
2.59
6.73
36.077
0.817
207.05
下弦（eg桿）
622.16
3000
9000
┛│┗
2∟125×80×8
2.28
6.07
31.978
——
194.56
斜腹桿
aB
-435.96
2530
2530
┓│┏
2∟125×80×8
4.06
3.27
31.978
0.661
206.25
cB
317.75
2090.4
2613
┓│┏
2∟56×8
1.68
2.75
16.734
——
189.88
cD
-225.42
2291.2
2864
┓│┏
2∟75×7
2.30
3.48
20.32
0.559
198.45
eD
122.97
2291.2
2864
┓│┏
2∟56×8
1.68
2.75
16.734
——
73.49
eF
-46.26
2499.2
3124
┓│┏
2∟56×8
1.68
2.75
16.734
0.314
88.04
gF
-30.98
2499.2
3124
┓│┏
2∟56×8
1.68
2.75
16.734
0.314
58.96
豎腹桿
Aa
-30.53
1592
1990
┓│┏
2∟56×8
1.68
2.75
16.734
0.314
33.79
Cc
-67.05
1832
2290
┓│┏
2∟50×6
1.51
2.48
11.376
0.354
166.50
Ee
-67.05
2072
2590
┓│┏
2∟50×6
1.51
2.48
11.376
0.314
166.50
Gg
54.44
2601
2∟56×8
1.68
2.75
16.734
0.314
32.53
五、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)
1、腹桿桿端所需連接焊縫計(jì)算
（1）aB桿
N=-435.96KN ,按構(gòu)造要求，取肢背焊縫的焊腳尺寸.取肢尖焊縫的焊腳尺寸。
肢背： 取270mm.
肢尖： 取150mm.
均滿足大于8，小于60，滿足構(gòu)造要求。
（2）cB桿
N=317.75KN ,按構(gòu)造要求，取肢背焊縫的焊腳尺寸.取肢尖焊縫的焊腳尺寸。
肢背： 取210mm.
肢尖： 取100mm.
均滿足大于8，小于60，滿足構(gòu)造要求。
（3）cD桿
N=-225.42 KN ,按構(gòu)造要求，取肢背焊縫的焊腳尺寸.取肢尖焊縫的焊腳尺寸。
肢背：， 取160m.
肢尖：， 取80mm.
均滿足大于8，小于60，滿足構(gòu)造要求。
（4）eD桿
N=122.97 KN ,由于腹桿內(nèi)力較小，所以按構(gòu)造要求焊接，取==5mm，取，取60mm.
（5）eF桿
N=-46.26 KN ,由于腹桿內(nèi)力較小，所以按構(gòu)造要求焊接，取==5mm，取，取60mm.
（6）gF桿
N=-30.98 KN ,由于腹桿內(nèi)力較小，所以按構(gòu)造要求焊接，取==5mm，取，取60mm.
（7）gG桿
N=54.44 KN ,由于腹桿內(nèi)力較小，所以按構(gòu)造要求焊接，取==5mm，取，取60mm.
總上，腹桿端焊縫長(zhǎng)度匯總?cè)缦拢?
腹桿桿端焊縫長(zhǎng)度
桿件名稱
設(shè)計(jì)內(nèi)力
KN
肢背焊縫
肢尖焊縫
焊縫長(zhǎng)度
焊腳尺寸
焊縫長(zhǎng)度
焊腳尺寸
aB
-435.96
270
5
150
5
cB
317.75
210
5
100
5
cD
-225.42
160
5
80
5
eD
122.97
60
5
60
5
eF
46.26
60
5
60
5
gF
-30.98
60
5
60
5
gG
54.44
60
5
60
5
cC
-67.05
60
5
60
5
aA
-33.53
60
5
60
5
eE
-67.05
60
5
60
5
2、結(jié)點(diǎn)焊縫驗(yàn)算
（1）支座節(jié)點(diǎn)a
1)支座地板驗(yàn)算。支座處屋架反力：，C30混凝土，，鉚桿直徑取d=25mm,孔徑，
支座底板需要面積：
底板尺寸?。?
鉚栓墊板采用─100mm×100mm×20mm, 孔徑,底板實(shí)際應(yīng)力為：
節(jié)點(diǎn)板、加勁肋將底板分成四塊相同的相鄰兩邊支承板：
根據(jù)幾何關(guān)系，可得 查表得,
底板上的最大彎矩為：
底板厚度為
按照構(gòu)造要求，取底板厚度為t=20mm.
2）加勁肋與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫計(jì)算。加勁肋高度取與節(jié)點(diǎn)板相同，為410mm,厚度也與節(jié)點(diǎn)板相同，取12mm,采用兩側(cè)面角焊縫與節(jié)點(diǎn)板相連，焊腳尺寸取。
假定加勁肋受力為屋架反力的，即,則焊縫內(nèi)力 為：
焊縫應(yīng)力：
（滿足要求）
3）節(jié)點(diǎn)板、加勁肋和底板的連接焊縫計(jì)算。設(shè)焊縫傳遞全部支座反力R=536.4KN ,其中每塊加勁肋個(gè)傳遞R/4=134.1KN。節(jié)點(diǎn)板傳力為R/2=268.2KN.
節(jié)點(diǎn)板與底板的連接焊縫長(zhǎng)度 取焊腳尺寸為, 則
（滿足要求）。
加勁肋與底板的焊縫長(zhǎng)度，設(shè)焊腳尺寸為，則
（滿足要求）。
4）弦桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫計(jì)算。a－c桿內(nèi)力N=232.66KN,取肢背，肢尖，所需焊縫長(zhǎng)度為：
肢背：，取170mm.
肢尖：，取70mm.
（2）下弦節(jié)點(diǎn)c
下弦與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫承受兩節(jié)間的桿力差為：
ΔN=(533.72-232.66)KN=301.06KN
假設(shè)焊腳尺寸滿足構(gòu)造要求。
一個(gè)角鋼與節(jié)點(diǎn)板之間的焊縫長(zhǎng)度為：
肢背：，取220mm.
肢尖：，取90mm.
下弦桿與節(jié)點(diǎn)板滿焊，其實(shí)際長(zhǎng)度，大于所需長(zhǎng)度，滿足要求。
（3）下弦節(jié)點(diǎn)e
下弦與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫承受兩節(jié)間的桿力差為：
ΔN=(622.16-533.72)KN=88.44KN
假設(shè)焊腳尺寸滿足構(gòu)造要求。
一個(gè)角鋼與節(jié)點(diǎn)板之間的焊縫長(zhǎng)度為：
肢背：，取220mm.
肢尖：，取90mm.
下弦桿與節(jié)點(diǎn)板滿焊，其實(shí)際長(zhǎng)度l=420mm,滿足要求。
（4）下弦拼接節(jié)點(diǎn)g
下弦拼接桿處的最大桿力為622.16KN，設(shè)焊腳尺寸為5mm,接頭一側(cè)需要的焊縫長(zhǎng)度為
拼接角鋼的總長(zhǎng)度：
取600mm.
下弦與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫驗(yàn)算，設(shè)，
下弦桿與節(jié)點(diǎn)板滿焊，即實(shí)際焊縫長(zhǎng)度尺寸為 200mm,滿足設(shè)計(jì)要求。
（5）上弦節(jié)點(diǎn)A
上弦桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫承受的荷載及桿件內(nèi)力：P=33.53KN, ΔN=0，上弦桿焊腳尺寸為5mm,因而采用大型屋面板，因此節(jié)點(diǎn)板可以伸出屋架上弦，按實(shí)際焊縫長(zhǎng)度（節(jié)點(diǎn)板滿焊）.
肢背焊縫：
（滿足要求）
肢尖焊縫：
（滿足要求）
（6）上弦節(jié)點(diǎn)B
上弦桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫承受的荷載及桿件內(nèi)力：P=67.05KN,
ΔN=（417.12-0）=417.12KN，上弦桿焊腳尺寸為5mm,因而采用大型屋面板，因此節(jié)點(diǎn)板可以伸出屋架上弦，按實(shí)際焊縫長(zhǎng)度（節(jié)點(diǎn)板滿焊）.
肢背焊縫：
（滿足要求）
肢尖焊縫：
（滿足要求）
（7）上弦節(jié)點(diǎn)C
上弦桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫承受的荷載及桿件內(nèi)力：P=67.05KN, ΔN=0，上弦桿焊腳尺寸為5mm,因而采用大型屋面板，因此節(jié)點(diǎn)板可以伸出屋架上弦，按實(shí)際焊縫長(zhǎng)度（節(jié)點(diǎn)板滿焊）.
肢背焊縫：
（滿足要求）
肢尖焊縫：
（滿足要求）
（8）上弦節(jié)點(diǎn)D
上弦桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫承受的荷載及桿件內(nèi)力：P=67.05KN,
ΔN=(602.98-417.12)=185.86mm，上弦桿焊腳尺寸為5mm,因而采用大型屋面板，因此節(jié)點(diǎn)板可以伸出屋架上弦，按實(shí)際焊縫長(zhǎng)度（節(jié)點(diǎn)板滿焊）.
肢背焊縫：
（滿足要求）
肢尖焊縫：
（滿足要求）
（9）上弦節(jié)點(diǎn)E
弦桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫承受的荷載及桿件內(nèi)力：P=67.05KN, ΔN=0，上弦桿焊腳尺寸為5mm,因而采用大型屋面板，因此節(jié)點(diǎn)板可以伸出屋架上弦，按實(shí)際焊縫長(zhǎng)度（節(jié)點(diǎn)板滿焊）.
肢背焊縫：
（滿足要求）
肢尖焊縫：
（滿足要求）
（10）上弦節(jié)點(diǎn)F
上弦桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫承受的荷載及桿件內(nèi)力：P=67.05KN,
ΔN=(610.29-602.98)=7.31KN，上弦桿焊腳尺寸為5mm,因而采用大型屋面板，因此節(jié)點(diǎn)板可以伸出屋架上弦，按實(shí)際焊縫長(zhǎng)度（節(jié)點(diǎn)板滿焊）.
肢背焊縫：
（滿足要求）
肢尖焊縫：
（滿足要求）
（11）上弦拼接節(jié)點(diǎn)G
上弦拼接處最大桿力N=610.29KN,上弦一側(cè)所需焊縫長(zhǎng)度l,假設(shè)
每一側(cè)拼接角鋼與上弦所需的焊縫長(zhǎng)度
拼接角鋼長(zhǎng)度為: ,取620mm.
上弦與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫比較長(zhǎng)，且屋脊節(jié)點(diǎn)的桿件內(nèi)力差較小，其焊縫可按構(gòu)
造滿焊。
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