钢屋架课程设计计算书及施工图
钢结构梯形屋架课程设计计算书
2、屋架形式和几何尺寸屋面材料为大型屋面板,故采用无檩体系平破梯形屋架。
屋面坡度 i=1/10;屋架计算跨度L 0=24000-300=23700mm ;端部高度取H=1990mm ,中部高度取H=3190mm (为L 0/7.4)。
屋架几何尺寸如图1所示:1990135022902590289031902608285931193370253528593129339615091508150Aac egIB CD FG H I 15008=12000×150815081508150815081508起拱50图1:24米跨屋架几何尺寸三、支撑布置由于房屋长度有60米,故在房屋两端及中间设置上、下横向水平支撑和屋架两端及跨中三处设置垂直支撑。
其他屋架则在垂直支撑处分别于上、下弦设置三道系杆,其中屋脊和两支座处为刚性系杆,其余三道为柔性系杆。
(如图2所示)上弦平面支撑布置屋架和下弦平面支撑布置垂直支撑布置4、设计屋架荷载屋面活荷载与雪荷载不会同时出现,从资料可知屋面活荷载大于雪荷载,故取屋面活荷载计算。
由于风荷载为0.35kN/m2 小于0.49kN/m2,故不考虑风荷载的影α=+=换算为沿水平投影面响。
沿屋面分布的永久荷载乘以21c o s111111.004分布的荷载。
桁架沿水平投影面积分布的自重(包括支撑)按经验公式P=0.12+0.011⨯跨度)计算,跨度单位为m。
(w标准永久荷载:二毡三油防水层 1.004x0.35=0.351kN/m220mm厚水泥砂浆找平层 1.004x 0.4=0.402kN/m260mm厚泡沫混凝土保温层 1.004x 0.06x 6=0.36kN/m2 预应力混凝土大型屋面板(包括灌缝) 1.004x 1.4=1.406kN/m2屋架和支撑自重为 0.120+0.011x24=0.384kN/m2_____________________________共 2.90kN/m2标准可变荷载:屋面活荷载 0.7kN/m2积灰荷载 0.75kN/m 2雪荷载 0.5kN/m2_____________________________共 1.95kN/m 2考虑以下三种荷载组合① 全跨永久荷载+全跨可变荷载 ② 全跨永久荷载+半跨可变荷载③ 全跨桁架、天窗架和支撑自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载 (1)全跨永久荷载+全跨可变荷载(按永久荷载效应控制的组合)全跨节点荷载设计值:F=(1.35x 2.90kN/m 2+1.4x 0.7x 0.7kN/m 2+1.4x 0.9x 0.75kN/m 2 )x 1.5mx 6m=49.91kN(2)全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨永久荷载设计值: 对结构不利时:KN m m m KN F 235.3565.1/90.235.122,1=⨯⨯⨯=(按永久荷载效应控制的组合)KN m m m KN F 32.3165.1/90.22.122,1=⨯⨯⨯=(按可变荷载效应控制的组合) 对结构有利时:KN m m m KN F 1.2665.1/90.20.123,1=⨯⨯⨯= 半跨可变荷载设计值:()(组合按永久荷载效应控制的KN m m m KN m KN F 68.1465.1/75.09.0/7.07.04.1221,2=⨯⨯⨯+⨯⨯=()22,2F 1.40.70.90.75k N m 1.5m 6m =17.33k N =⨯+⨯⨯⨯(按可变荷载效应控制的组合)(3)全跨桁架包括支撑自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载(按可变荷载效应控制的组合)全跨节点桁架自重设计值:对结构不利时:23,1F 1.20.384k N m 1.5m 6m =4.15k N =⨯⨯⨯ 对结构有利时:23,2F 1.00.384k N m 1.5m 6m =3.46k N =⨯⨯⨯ 半跨节点屋面板自重及活荷载设计值:()224F 1.21.4k N m 1.40.7k N m 1.5m 6m =23.94k N =⨯+⨯⨯⨯5、屋架杆件内力计算用图解法先求出全垮和半跨单位节点荷载作用下的杆件内力系数,然后乘以实际的节点荷载,屋架在上述第一种荷载组合作用下,屋架的弦杆、竖杆和靠近两端的斜腹杆,内力均达到最大,在第二种和第三种荷载作用下,靠跨中的斜腹杆的内力可能达到最大或发生变号。
三角形钢屋架课程设计指导及计算书
三角形钢屋架课程设计1 三角形钢屋架课程设计任务书1.1 设计题目设计某市郊区某机械加工单层单跨厂房的三角形屋架 1.2 设计资料某机械加工厂房,设有两台工作级别A4的软钩吊车,建筑平面示意图如图1所示,屋面材料采用上下两层多波形压型钢板,中间用20mm 厚矿渣棉板保温层,屋面离地面高度约为图1 建筑平面示意图1.3 设计题号设计题目如表1所示。
表1 三角形钢屋架课程设计题号各建筑地点的雪荷载标准值为:北京0.402kN m ;南宁0;上海0.202kN m ;重庆0;沈阳0.502kN m ;拉萨0.152kN m 。
各建筑地点的基本风压:北京0.452kN m ;南宁0.352kN m ;上海0.552kN m ;重庆0.402kN m ;沈阳0.552kN m ;拉萨0.302kN m 。
1.4 设计内容(1)选择钢屋架的材料; (2)确定钢屋架的几何尺寸; (3)屋架及屋盖支撑的布置; (4)檩条的设计; (5)钢屋架的设计; (6)绘制钢屋架施工图。
1.5 参考资料 (1)《钢结构设计规范》(GB50017~2003)。
(2)《建筑结构荷载规范》(GB50009~2001)。
(3)《建筑抗震设计规范》(GB50011~2001)。
(4)《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068~2001) (5)《建筑结构制图标准》(GB —T50101—2001) (6)《建筑结构设计术语和符号标准》(G B /T50083—97) (7)《钢结构设计手册》,罗邦富等,中国建筑工业出版社,1988。
(8)《钢结构》(第二版),魏忠明主编,武汉理工大学出版社,2002。
2、三角形钢屋架课程设计指导书参见梯形钢结构屋架课程实际指导书3、三角形钢屋架课程设计实例3.1 设计资料三角形(芬克式)屋架跨度24m ,间距6m ,屋面材料为压型钢板(自重0.122kN m ),屋面坡度1/2.5,厂房长度为60m 。
钢结构课程设计——钢屋架施工图设计
题目:24m跨度钢屋架施工图设计 设计要求 1 一份钢结构课程设计说明书 2 一张钢屋架施工图 CAD绘制A3图纸 绘图比例: 跨度m 杆件轴线比例 节点板及杆件截面比例 18 1:35-45 1:15-1:20 24 1:45-50 1:20-1:25 27 1:50-55 1:25-1:30 30 1:55-60 1:30-1:35
3 内力计算 按荷载组合求得的节点值乘杆件内力系数, 取较大值列于内力组合表(见表2-7)
杆件内力表
五. 杆件截面设计 1 上弦 双角钢短肢相并 受压 设 =60-100 A=N/( · f) 选角钢型号,验算长细比与整体稳定 2 下弦 双角钢短肢相并 受拉 A=N/f 验算长细比与强度
屋架端部高度:H0 屋架中部高度:H=H0+0.5×L0×i
三. 支撑布置
仅布置上弦和下弦横向水平、垂直支撑 和系杆
• 四. 荷载和内力计算
1 荷载计算 永久荷载标准值: 屋面、钢屋架和支撑荷载 可变荷载标准值: 活载、雪载较大值 2 荷载组合
•
2 荷载组合 (1)全跨恒载+全跨活载 P=(1.2G+1.4Q) ×1.5×6 (2)全跨恒载+半跨活载 P全=1.2G×1.5×6 P半=1.4Q×1.5×6 P=P全+ P半
焊缝计算
1.下弦节点
• 节点板尺寸:宽、高、厚、间隙
2 上弦节点
3.下弦跨中节点
4 .屋脊节点
5.支座节点
5.支座节点
七. 绘制钢屋架施工图 1 几何轴线图 2 钢屋架立面、平面和侧面图 3 节点图和小板件图 4 列材料表 5 标题栏 八. 撰写设计说明书
标题栏
大跨钢屋架施工
几何轴线与杆件内力
课程设计24米屋架钢结构
钢结构课程设计——24m跨钢屋架设计计算书目录设计资料 (2)结构形式与布置 (3)荷载计算 (5)内力计算 (6)杆件设计 (8)节点设计 (12)附件pf程序数据 (18)钢结构课程设计——24m跨钢屋架设计计算书一、设计资料:1.某单层单跨工业厂房,跨度24m,长度102m。
2.厂房柱距6m,钢筋混凝土柱,混凝土强度C20,上柱截面尺寸400x400mm,钢屋架支承在柱顶。
3.吊车一台50T,一台20T,中级工作制桥式吊车(软钩),吊车平台标高12.000m。
4.荷载标准值(1)永久荷载三毡四油(上铺绿豆沙)防水层 0.4KN/m2水泥砂浆找平层 0.3 KN/m2保温层 0.6 KN/m2一毡二油隔气层 0.05 KN/m2预应力混凝土大型屋面板 1.4 KN/m2屋架(包括支撑)自重 0.12+0.011L=0.384 KN/m2(2)可变荷载屋面活载标准值 0.7 KN/m2雪荷载标准值 0.35 KN/m2积灰荷载标准值 0.3 KN/m25.屋架结构形式、计算跨度及几何尺寸见图1(屋面坡度为1:10)。
图1 梯形屋架示意图(单位: mm)6.钢材选用Q235钢,角钢,钢板各种规格齐全,有各种类型的焊条和C级螺栓可供选用。
7.钢屋架的制造、运输和安装条件:在金属结构厂制造,运往工地安装,最大运输长度16m,运输高度3.85m,工地有足够的起重安装设备。
二、结构形式与布置(1)屋架形式及几何尺寸如图2所示。
图2 屋架形式及几何尺寸(单位mm)(2)屋架支撑的种类有横向支撑、纵向支撑、垂直支撑和系杆。
横向支撑:根据其位于屋架上弦平面或者下弦平面,又可分为上弦横向支撑和下弦横向支撑,上弦平面横向支撑对保证上弦杆的侧向稳定性有着重要作用。
设计人无数种屋架跨度为24m,室内有悬挂吊车,因此上弦与下弦都需在第一个柱间设置横向支撑,又因为长度为102m,所以应该在跨中增设一道横向支撑,保证横向支撑之间小于60m。
河北工程大学钢结构钢屋架课程设计计算书和图纸
弦 杆
下 弦 杆
杆件 AB BC CD DE ① EF FG GH HI ab bc ② cd de
屋架杆件长度表 长度(mm) 杆件 Aa 竖 Cb 腹 Ec 杆 Gd 1508 Ie Ba Bb 斜 Db Dc 2850 腹 Fc 杆 3000 Fd Hd He
③ ⑥ ⑨ ⑫ ⑮ ④ ⑤ ⑦ ⑧ ⑩ ⑪ ⑬ ⑭
③ 侧面图,剖面图及零件详图。 ④ 注明全部零件的编号,规格及尺寸(包括加工尺寸和定位尺寸)孔洞 位置,孔洞及螺栓直径,焊缝尺寸以及对工厂加工和工地施工的要求。 ⑤ 材料表。 ⑥ 说明。 三、 材料选择 ⒈ 根据该地区的环境温度,荷载性质及连接方式,按照钢结构规范要求,钢材 选用 Q235B ,焊条为 E43 ,手工焊接。 四、 屋架形式及尺寸 由于屋面采用预应力混凝土大型屋面板和防水卷材,故采用缓坡梯形屋架,i= 1/10 ,跨度 24000 mm, 屋架的计算跨度为 L0=L-300= 24000 - 300 = 23700 mm 跨中起拱 50 mm (L/500)
目 一、 二、 三、 四、 五、 六、 七、
录
设计资料 设计要求 材料选择 屋架形式及尺寸 屋盖支撑布置 屋架形式、尺寸、材料选择及支撑布置 荷载和内力计算 ⒈ 荷载计算 ⒉ 荷载组合 ⒊ 杆件内力组合表 八、 杆件的截面设计 ⒈ 节点板厚度 ⒉ 杆件计算长度系数及截面形式 ⒊ 上弦杆 ⒋ 下弦杆 ⒌ 斜腹杆 ⒍ 竖腹杆 杆件截面设计表 九、 节点设计 ⒈ 下弦节点b ⒉ 上弦节点D ⒊ 有工地拼接的下弦节点e ⒋ 屋脊节点I ⒌ 支座节点a 腹杆和下弦杆端部焊缝尺寸计算表 下弦杆内部节点处焊缝验算表 上弦肢尖与节点板连接焊缝计算表 上弦肢背与节点板连接槽焊缝验算表 十、 填板设计 材料表
21米三角形钢屋架设计
钢屋架课程设计计算说明书一、 屋架杆件几何尺寸的计算根据所用屋面材料的排水要求及跨度参数,采用芬克式三角形屋架。
屋面坡度为5.2:1=i ,屋面倾角为() 801.215.2/1==arctg α,3714.0sin =α,9285.0cos =α。
屋架计算跨度: mm l l 20700300210003000=-=-= 屋架跨中高度: ()mm i l h 41405.22/207002/0=⨯=⨯= 上弦长度: mm l L 11147cos 2/0==α 节间长度: mm L a 18586/== 节间水平段投影尺寸长度: mm a a 1725cos '==α根据几何关系,得屋架各杆件的几何尺寸如下图所示。
图1 屋架形式及几何尺寸二、 屋架支撑布置 1. 屋架支撑(1)在房屋两端第一个之间各设置一道上弦平面横向支撑和下弦平面横向支撑。
(2)因为屋架是有檩屋架,为了与其他支撑相协调,在屋架的下弦节点设计三道柔性水平系杆,上弦节点处的柔性水平系杆均用该处的檩条代替。
(3)根据厂房长度为120m ,跨度为21m ,有中级工作制软钩桥式吊车等因素,在厂房两端第二柱间和厂房中部设置三道上弦横向水平支撑,下弦横向水平支撑及垂直支撑,如下图所示。
图2 屋盖支撑布置2. 檩条设计根据屋面材料的最大容许檩距,可将檩条布置育上弦节点上,檩条间距为节间长度。
在檩条的跨中设置一道拉条。
见图1。
选用[20a 槽钢截面,由型钢表可查得,自重m kN m kg /23.0/63.22≈,4331780,2.24,178cm I cm W cm W x y x ===。
(1)荷载计算(对轻屋面,可只考虑可变荷载效应控制的组合) 永久荷载:(坡面)板荷载: m kN m m kN /465.0858.1/25.02=⨯ 檩条和拉条: m kN /23.0m kN m kN m kN g k /695.0/23.0/465.0=+= 可变荷载:(檩条受荷水平投影面积为286.148858.1m m =⨯,未超过260m ,故屋面均布活荷载取2/5.0m kN ,大于雪荷载,故不考虑雪荷载。
18m梯形钢屋架设计计算书+节点施工图
梯形钢屋架课程设计梯形钢屋架课程设计计算书 1. 设计资料:1、 车间柱网布置:长度90m ;柱距6m ;跨度18m2、 屋面坡度:1:103、 屋面材料:预应力大型屋面板4、 荷载1) 静载:屋架及支撑自重0.45KN/m ²;屋面防水层 0.4KN/m²;找平层0.4KN/m ²;大型屋面板自重(包括灌缝)1.4KN/m ²。
2) 活载:屋面雪荷载0.3KN/m²;屋面检修荷载0.5KN/m ² 5、 材质 Q235B 钢,焊条E43XX 系列,手工焊。
2 . 结构形式与选型屋架形式及几何尺寸如图所示根据厂房长度(90m>60m)、跨度及荷载情况,设置上弦横向水平支撑3道,下弦由于跨度为18m 故不设下弦支撑。
3 . 荷载计算屋面活荷载0.7KN/m ²进行计算。
荷载计算表荷载组合方法:1、全跨永久荷载1F +全跨可变荷载2F2、全跨永久荷载1F +半跨可变荷载2F3、全跨屋架(包括支撑)自重3F +半跨屋面板自重4F +半跨屋面活荷载2F4. 内力计算5. 杆件设计1、 上弦杆整个上弦采用等截面,按FG 杆件的最大设计内力设计,即N=-210.32KN 上弦杆计算长度:在屋架平面内:0x 0l l 1.508m ==,0y l 2 1.508 3.016m ==×上弦截面选用两个不等肢角钢,短肢相并。
腹杆最大内力N=-115.16 KN ,中间节点板厚度选用6mm ,支座节点板厚度选用8mm设λ=60,φ=0.807,截面积为32N 210.3210A 1327.4mm f 0.807215=××==φ 需要回转半径:0x x 0y y l 1.508i m 25.1mm 60l 3.016i m 50.3mm60====λ==λ查表选用2┐ ┌ 110×70×6上弦截面110×70×6xxy y验算0x x x 0y y yl 1508m 75.0mm i 20.1l 3016m 85.2mm i 35.4==λ==λ==满足长细比要求,y x >λλ查表y 3y 0.655N 210.3210a a A 0.6552120××φ===151.5M P <215M P φ满足要求其余计算结果见下表 屋架杆件截面选择表6、 节点设计1. 下弦节点用E43型焊条角焊缝的抗拉和抗压、抗剪强度设计值wf f =160MPa 。
同济钢屋架课程设计计算书
钢屋架设计计算书(B组甲)一、题目:设计某车间(无吊车、无天窗、无振动设备)二、设计资料1.车间柱网布置图(30m×240m )2.屋架支撑与钢筋混凝土柱顶3.屋面采用1.5×6m的预应力钢筋混凝土大型屋面板。
(屋面板不考虑作为支撑用)4.柱距6m,厂房跨度L=24m。
5.柱网布置6.选用钢材Q235B,焊条E43型,手工焊。
图1 柱网布置图图2 屋架几何尺寸屋架计算跨度=30000-300=29700mm。
屋架在30m轴线处的端部高度取H0=1990mm。
跨中高度H= 3490mm。
四、支撑布置屋架支撑布置见图3所示。
图3 屋架支撑布置图说明:图3中与横向水平支撑连接的屋架编号为GWJ-2,山墙的端屋架编号为GWJ-3,其他屋架编号均为GWJ-1。
五、荷载计算及内力计算1、荷载计算汇总表注:非轻型屋盖不考虑风荷载的作用。
永久荷载和可变荷载引起的屋架上弦节点荷载设计值:a)使用阶段P(恒)=3.264×1.5×6=29.376 kNP(活)=0.98×1.5×6=8.82 kNb)施工阶段P’(恒)=0.624×1.5×6=5.616 kNP’(活)=(1.68+0.98)×1.5×6=23.94 kN2、荷载组合设计屋架时,应考虑以下三种荷载组合:(1)全跨永久荷载+全跨可变荷载(2)全跨永久荷载+半跨可变荷载(3)全跨屋架与支撑+半跨屋面板+半跨屋面活荷载以上1),2)为使用阶段荷载组合;3)为施工阶段荷载组合。
3、内力计算该设计采用内力系数法计算了屋架在左半跨单位集中荷载作用下的杆力系数(如图4所示),并列于表1。
根据算得的节点荷载和杆力系数,利用表1进行杆件的内力计算组合并求出各杆的最不利内力,计算过程和结果如表1。
表1 杆力组合表图4 上弦左半跨单位集中荷载作用下的杆力系数六、杆件截面设计 1、 上弦杆截面计算整个上弦杆不改变截面,取上弦最大设计杆力(IK 杆)计算。
24m钢屋架设计计算书
目录1 设计资料 (1)2 屋架形式与结构布置 (2)2.1 屋架形式 (2)2.2 结构布置 (3)3 荷载计算 (4)3.1 恒活荷载计算 (4)3.2 荷载组合 (5)4 内力计算 (6)5 杆件截面设计 (9)5.1 上弦杆截面计算 (9)5.2 下弦杆截面计算 (10)5.3 腹杆截面计算 (10)5.4 其他腹杆及填板设置 (12)6 节点设计 (15)6.1 腹杆与节点板连接焊缝计算 (15)6.2 上弦“B”节点 (16)6.3 下弦“c”节点 (18)6.4 屋脊“I”节点 (19)6.5 下弦拼接节点“i” (20)6.6 支座节点“a” (22)1 设计资料题目为:某车间钢屋架(无吊车,无天窗,无振动)。
1、车间柱网布置图如下图。
2、屋架支承(铰支)于钢筋混凝土柱顶,砼强度等级C25。
3、屋面采用1.5×6m的预应力钢筋大型混凝土屋面板。
(屋面板不作支撑用)4、不考虑地震设防。
5、可供应的钢材为普通碳素结构钢,型钢的最大长度为15m,各种规格齐全,可选用各种类型的焊条及螺栓。
6、钢屋架采用工厂制作,运往工地安装,最大运输长度为16m,运输高度为3.65m,工地具有足够的起重和安装条件。
7、屋面做法及荷载自重屋架自重=(0.12+0.011L) KN/㎡ L—屋架跨度。
屋面做法永久荷载:SBS 改性沥青防水卷材4mm 厚找平层1:3 水泥砂浆20 厚保温层65 厚(聚苯乙烯泡沫塑料板20kg / m3 )找平层 1:3 水泥砂浆(掺聚丙烯) 20 厚0.94 KN/m²预应力大型屋面板及灌缝可变荷载:屋面活荷载雪载屋面积灰荷载1.4 KN/m²0.8 KN/m²0.6 KN/m²0.75 KN/m²2 屋架形式与结构布置2. 1 屋架形式屋架采用梯形钢屋架 ,无檩体系 ,屋面坡度为 i=1/10 ,屋架计算跨度 l 0 l 300 24000 300 23700mm 。
钢结构课程设计梯形钢屋架计算书
钢结构课程设计梯形钢屋架计算书所在学院建筑工程学院所属专业土木工程班级学号土木10-3 24 学生姓名郑春旭指导教师黄雪芳王晓东设计时间-、设计资料1、某工厂车间,采用梯形钢屋架无檩屋盖方案,厂房跨度取27m,长度为102m,柱距6m。
采用×6m预应力钢筋混凝土大型屋面板,保温层、找平层及防水层自重标准值为m2。
屋面活荷载标准值为m2,雪荷载标准值m2,积灰荷载标准值为m2,轴线处屋架端高为,屋面坡度为i=1/12,屋架铰接支承在钢筋混凝土柱上,上柱截面400mm×400mm,混凝土标号为C25。
钢材采用Q235B级,焊条采用E43型。
2、屋架计算跨度:Lo=27m-2×=3、跨中及端部高度:端部高度:h′=1900mm(端部轴线处),h=1915mm(端部计算处)。
屋架中间高度h=3025mm。
二、结构形式与布置屋架形式及几何尺寸如图一所示:图一屋架形式及几何尺寸屋架支撑布置如图二所示:图二-1 屋架上弦支撑布置图图二-2 屋架下弦支撑分布图图二-3 屋架垂直支撑符号说明:GWJ-(钢屋架);SC-(上弦支撑);XC-(下弦支撑);CC-(垂直支撑);GG-(刚性系杆);LG-(柔性系杆)。
三、荷载与内力计算1、荷载计算荷载与雪荷载不同时考虑,故计算时取两者较大的荷载标准值计算。
由资料可知屋面活荷载等于雪荷载,所以取 kN/㎡计算。
标准永久荷载:防水层、找平层、保温层㎡预应力混凝土大型屋面板㎡钢屋架和支撑自重 +×27=㎡总计: ㎡`标准可变荷载:屋面活荷载 kN/㎡积灰荷载㎡总计: ㎡2、荷载组合设计桁架时,应考虑以下三种组合:①全跨永久荷载+全跨可变荷载 (按永久荷载为主控制的组合) :全跨节点荷载设计值:F=×+××+××××6=②全跨永久荷载+半跨可变荷载:全跨节点永久荷载设计值:对结构不利时:=×××6= kN(按永久荷载为主的组合)=×××6=(按可变荷载为主的组合)对结构有利时:=×××6=半跨节点可变荷载设计值:= ××+×××6=(按永久荷载为主的组合)=×(+×)××6=(按可变荷载为主的组合)③全跨屋架包括支撑自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载(按可变荷载为主的组合):全跨节点屋架自重设计值:对结构不利时:=×××6=对结构有利时:=×××6=半跨节点屋面板自重及活荷载设计值:F4=×+×××6=其中①②为使用阶段荷载情况,③施工阶段荷载情况。
钢屋架课程设计计算书及施工图
一、课程设计名称梯形钢屋架设计二、课程设计资料北京地区某金工车间,采用无檩屋盖体系,梯形钢屋架。
跨度为27m,柱距6m,厂房高度为15.7m,长度为156m。
车间内设有两台200/50kN中级工作制吊车,计算温度高于-20℃。
采用三毡四油,上铺小石子防水屋面,水泥砂浆找平层,厚泡沫混凝土保温层,1.5m×6m预应力混凝土大型屋面板。
屋面积灰荷载为0.4kN/㎡,屋面活荷载为0.4kN/㎡,雪荷载为0.4kN/㎡,风荷载为0.45 kN/㎡。
屋架铰支在钢筋混凝土柱上,柱截面为400mm×400mm,混凝土标号为C20。
设计荷载标准值见表1(单位:kN/㎡)。
三、钢材和焊条的选用根据北京地区的计算温度、荷载性质和连接方法,屋架刚材采用 Q235沸腾钢,要求保证屈服强度 fy、抗拉强度 fu、伸长率δ和冷弯实验四项机械性能及硫(S)、磷(P)、碳(C)三项化学成分的合格含量。
焊条采用 E43型,手工焊。
四、 屋架形式和几何尺寸屋面材料为预应力混凝土大型屋面板,采用无檩屋盖体系,平坡梯形钢屋架。
屋面坡度。
10/1=i屋架计算跨度。
mm l l 2670015022700015020=⨯-=⨯-= 屋架端部高度取:mm H 20000=。
跨中高度:mm i l H 335033351.02/2670020002H 00≈=⨯+=⋅+=。
屋架高跨比:.812670033500==l H 。
屋架跨中起拱,54500/mm l f ==取50 mm 。
为了使屋架节点受荷,配合屋面板1.5m 宽,腹杆体系大部分采用下弦节间水平尺寸为3.0m 的人字形式,上弦节间水平尺寸为 1.5m ,屋架几何尺寸如图 1 所示。
图1:27米跨屋架几何尺寸五、 屋盖支撑布置根据车间长度、跨度及荷载情况,在车间两端 5.5m 开间内布置上下弦横向水平支撑,在设置横向水平支撑的同一开间的屋架两端及跨中布置三道竖向支撑,中间各个屋架用系杆联系,在屋架两端和中央的上、下弦设三道通长系杆,其中:上弦屋脊节点处及屋架支座出的系杆为刚性系杆(图2),安装螺栓采用 C 级,螺杆直径:d=20mm,螺孔直径:d0=21.5mm。
钢屋架课程设计计算书
2.63kN / m2
0.10kN / m2
0.15kN / m2 0.05kN / m2
2.可变荷载(标准值) ,不上人屋面 积灰荷载 3. 屋架计算跨度
l0 33 2 0.15 32.7m
0.60kN / m2
雪荷载
0.30kN / m2
4.结构形式与布置
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钢屋架课程设计
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钢屋架课程设计
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钢屋架课程设计
钢屋架设计任务书
一、设计资料 某单跨单层厂房,跨度 L=24m,长度 54m,柱距 6m,厂房内无吊车、无振 动设备,屋架铰接于混凝土柱上,屋面采用 1.5×6.0m 太空轻质大型屋面板。 钢材采用 Q235-BF,焊条采用 E43 型,手工焊。柱网布置如图 1 所示,杆件容 许长细比:屋架压杆[λ ]=150,屋架拉杆[λ ]=350。屋架形式及几何尺寸如图 2 所示。 二、荷载 1.永久荷载(标准值) ,按下列建议值或按教材中的初估值来确定。 太空轻质大型屋面板 防水层 屋架及支撑自重 悬挂管道 2.可变荷载(标准值) ,不上人屋面 积灰荷载 三、课程设计要求 1.掌握钢屋架荷载的计算; 2.掌握杆件内力的计算和组合,杆件的计算长度、截面形式,截面选择及构 造要求,填板的设置及节点板的厚度; 3.掌握普通钢屋架节点设计的原则和要求,主要节点的设计及计算和构造; 掌握钢屋架施工图的内容和绘制。 四、课程设计任务 1.完成钢屋架内力计算; 2.在计算书上画出屋盖支撑布置图; 3.选择杆件截面设计; 4.设计支座节点、上弦主节点、下弦拼接节点、屋脊节点; 5.写出完整的钢屋架设计计算书(作为设计成果上交); 6. 在进行正确计算的基础上, 按制图标准要求绘制钢屋架施工图(1 号图纸), 要有材料表、设计说明及零件大样图。
钢结构梯形屋架课程设计计算书(绝对完整)
第一章:设计资料某单跨单层厂房,跨度L=24m,长度54m,柱距6m,厂房内无吊车、无振动设备,屋架铰接于混凝土柱上,屋面采用1.5*6.0m太空轻质大型屋面板。
钢材采用Q235-BF,焊条采用E43型,手工焊。
柱网布置如图2.1所示,杆件容许长度比:屋架压杆【λ】=150屋架拉杆【λ】=350。
第二章:结构形式与布置2.1 柱网布置图2.1 柱网布置图2.2屋架形式及几何尺寸由于采用大型屋面板和油毡防水屋面,故选用平坡梯形钢屋架,未考虑起拱时的上弦坡度i=1/10。
屋架跨度l=24m,每端支座缩进0.15m,计算跨度l0=l-2*0.15m=23.7m;端部高度取H0=2m,中部高度H =3.2m;起拱按f=l0/500,取50mm,起拱后的上弦坡度为1/9.6。
配合大型屋面板尺寸(1.5*6m),采用钢屋架间距B=6m,上弦节间尺寸1.5m。
选用屋架的杆件布置和尺寸如施工图所示。
图2.2 屋架的杆件尺寸2.3支撑布置由于房屋较短,仅在房屋两端5.5m开间内布置上、下弦横向水平支撑以及两端和中央垂直支撑,不设纵向水平支撑。
中间各屋架用系杆联系,上下弦各在两端和中央设3道系杆,其中上弦屋脊处与下弦支座共三道为刚性系杆。
所有屋架采用统一规格,但因支撑孔和支撑连接板的不同分为三个编号:中部6榀为WJ1a ,设6道系杆的连接板,端部第2榀为WJ1b,需另加横向水平支撑的的连接螺栓孔和支撑横杆连接板;端部榀(共两榀)为WJ1c。
图2.3 上弦平面12W J 1cW J 1bW J 1aW J 1aW J 1aW J 1aW J 1aW J 1b1W J 1c2W J 1a1---12---2图2.3下弦平面与剖面第三章:荷载计算及杆件内力计算 3.1屋架荷载计算表3.1 屋架荷载计算表 分类荷载项目名称荷载大小(KN/m 2)组合系数(KN/m 2) 组合值(KN/m 2)恒载1 太空轻质大型屋面板 0.85 1.351.148 2 防水层0.100.1353 屋架及支撑自重0.150.2034 悬挂管道 0.05 0.068 和 ――1.15 1.553 活载 屋面活荷载 0.5 1.4 0.70 总荷载――――――2.253.2屋架杆件内力系数屋架上弦左半跨单位节点荷载作用下的杆件内力系数经计算如图所示。
36m跨梯形钢屋架课程设计计算书
36m 屋架1,结构形式及几何尺寸 结构形式及几何尺寸如图2,荷载计算 4.2.1恒荷载:二毡三油加小石子防水层 20.35/kN mm 60mm 厚泡沫混凝土保温层 20.36/kN mm 20厚1:2.5水泥砂浆找平层 20.40/kN mm 预应力混凝土大型屋面板(包括灌缝) 21.50/kN mm 悬挂管道等 20.05/kN mm 屋架和支撑自重 20.46/kN mm――――――――――――――――――共23.12/kN mm2.2可变荷载:屋面活荷载 20.5/kN mm雪荷载:2200.35/0.5/S kN mm kN mm =<。
由于雪荷载与屋面活荷载不同时组合,故 仅考虑活荷载作用。
风荷载:基本风压200.30/W kN mm =。
以由于屋面永久荷载较大,负风压设计值均小于永久荷载标准值,永久荷载与风荷载组合作用下不致使杆件内力变号,故不考虑风荷载的影响。
――――――――――――――――――― 共20.5/kN mm2.3上弦节点荷载 节点荷载3.62 1.5632.58P kN =⨯⨯= 支座反力 1M kN m =2.4钢接屋架固端弯矩及水平力的组合 3内力计算3.1由屋架单位荷载P=1kN 产生的内力; 见表4-1。
3.2由固端弯矩1M kN m =产生的内力; 见表4-1。
3.3屋架内力组合;屋架内力组合见表4-2; 表 1名称 杆件号 竖向荷载(t )1M t m =(逆时针) 1M t m =(顺时针) 附注 P=1t 左 右 左 右B-C -0.69 +0.457 0 0+0.457C-D3.4截面选择截面选择可根据表4-2所得到的各杆内力值,查表“轴心受力构件承载能力表”进行选用,其结果如表4-3。
根据屋架端斜杆的内力,查表得到节点板厚度t=14mm,但其支座节点板应采用16mm。
表 3再 分 杆J-4 +2.281561952505L ⨯+16.3 250 F-3 190 238 +16.3 250 N-6 +2.12173216 +16.3 250 J-5 210 262 +16.3 250 G-3 -3.2688 110 -13.8 150 C-1 112140 -12.55 150E-2 112140 -12.55 150 K-5 136 170 -11.03 150 M-6 136 170 -11.03 150 I-4160200-9.071503.5节点连接计算。
钢屋架课程设计计算书
钢结构A课程设计设计题目:车间厂房钢屋架设计学院:XXXXXXXXX学院专业:土木工程班级:082学生姓名:学号:XXXX大学XXXX系2011.6.27本科生课程设计任务书2010 —2011 学年夏季学期学生姓名:XX 学号XXXXXXXXXXXXXXX XXXXXXXXXX 学院XXXXXXXX 专业课程设计名称:钢结构A课程设计设计题目:XXXXXXXXX钢屋架设计完成期限:自2011 年 6 月27 日至2011 年7 月8 日共 2 周设计依据:由于工业厂房跨度和柱距大、高度高,车间内设有工作繁忙和起重量大的起重运输设备和有强度的振动的生产设备,同时由于屋盖上的竖向荷载较小,采用钢屋架较为经济,因而工业厂房常采用钢屋架。
设计内容和要求:一、建筑物基本条件:厂房建筑长度120m,檐口高度15m,厂房为单层单跨结构,内设有两台中级工作制桥式吊车,拟设计钢屋架简支于钢筋混凝土柱上,柱的混凝土强度等级为C20。
柱顶截面尺寸400mm×400mm。
设计时不考虑抗震设防。
屋架外形为梯形钢屋架,为无檩体系,采用1.5m×6m的预应力混凝土大型屋面板,屋面板与钢屋架采用三点焊接,跨度为27m,柱距6m。
如图所示。
屋架屋面做法及荷载取值(荷载标准值,均为水平投影值):永久荷载:防水层(三毡四油绿豆砂)0.35kN/m2、找平层(20厚1:3水泥砂浆)0.02×20=0.40kN/m2、泡沫混凝土保温层(40 mm厚)0.25 kN/m2、预应力混凝土大型屋面板1.4 kN/m2、钢屋架及支撑自重0.12+0.011L kN/m2(L为跨度)。
可变荷载:雪荷载0.6 kN/m2、屋面活荷载0.70 kN/m2、积灰荷载0.5 kN/m2。
二、设计要求要求每位同学利用所学知识及相关参考书、规范独立完成设计任务。
设计工作任务及工作量的要求:1、计算书完成计算书一份,内容包括:(1)荷载取值(永久荷载、可变荷载)(2)选择钢材(3)焊接方法及焊条型号(4)绘制屋盖体系支撑布置图(5)荷载计算及各杆件内力组合(6)杆件截面设计:上弦杆、下弦杆、端斜杆、斜腹杆、端竖杆、竖杆(7)屋架节点设计:一般下弦节点、一般上弦节点、下弦跨中拼接点、屋脊节点、支座节点2、施工图(1)绘制与屋盖支撑相关联的钢屋架施工图一张。
钢结构课程设计豪式屋架
《钢结构》屋架设计计算书一、设计资料及说明某车间厂房总长度为45m车间设有两台30吨中级工作制吊车。
车间无腐蚀性介质。
该车间为单跨双坡封闭式厂房,屋架采用三角形桁架式钢屋架(见图1),无吊顶,屋架下弦标高为10m 其两端铰支于钢筋混凝土柱上,上柱截面尺寸为400 mmX 400伽,混凝土强度等级为C2(。
1、单跨屋架,平面尺寸为45论21m s=7.5m即单跨屋架结构总长度为45m跨度为21m 柱距为7.5m。
2、屋面采用彩色压型钢板加保温层屋面,C型檩条。
3、屋面坡度i=1:2.5。
恒载(包括屋面板、保温层、檩条、屋架及支撑等)为0.50kN/叭雪荷载为0.7kN/m2,活荷载标准值为0.20kN/ m204、屋架钢材采用Q235B钢,焊条采用E43型,结构重要性系数为丫0=1.0 o5、内力组合为“恒+全”和“恒+半”两种组合值。
(“全”一一全跨雪荷载;“半”一一半跨雪荷载)二、屋架杆件几何尺寸的计算采用豪(单向斜杆式)式三角形屋架如图示。
屋面坡度为i=1:2.5,屋面倾角a =arctg(1/2.5)=21.8 ° sin a =0734,cos a =9285。
屋架计算跨度l0l 300 21000 300 20700mm (当屋架简支于钢筋混凝土柱且柱网采用封闭结合时,考虑屋架支座处的构造尺寸,一般可取I。
丨-(300~400mm)。
当柱网架用非封闭结构时,计算跨度等于标志跨度,即I。
丨)屋架跨中高度:h l0i/2 207004140mm 上弦长度:L cos 11147mm/ (2 2・5) 2 节间长度:a - 11147/4 2786.75mm4根据几何关系,得屋架各杆件的几何尺寸如图示:三、屋架支撑布置1、屋架支撑上弦横向水平支撑设置在屋架的纵向的两端第一柱间。
因为设有两台30T中级工作制吊车,为了防止屋架水平方向振动,必须设置下弦横向水平支撑, 且与上弦横向水平支撑设在同一柱间,即在屋架纵向两端第一柱间设置下弦横向水平支撑,以形成空间稳定体。
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一、课程设计名称梯形钢屋架设计二、课程设计资料北京地区某金工车间,采用无檩屋盖体系,梯形钢屋架。
跨度为27m,柱距6m,厂房高度为15.7m,长度为156m。
车间内设有两台200/50kN中级工作制吊车,计算温度高于-20℃。
采用三毡四油,上铺小石子防水屋面,水泥砂浆找平层,厚泡沫混凝土保温层,1.5m×6m预应力混凝土大型屋面板。
屋面积灰荷载为0.4kN/㎡,屋面活荷载为0.4kN/㎡,雪荷载为0.4kN/㎡,风荷载为0.45 kN/㎡。
屋架铰支在钢筋混凝土柱上,柱截面为400mm×400mm,混凝土标号为C20。
设计荷载标准值见表1(单位:kN/㎡)。
表1三、钢材和焊条的选用根据北京地区的计算温度、荷载性质和连接方法,屋架刚材采用Q235沸腾钢,要求保证屈服强度fy、抗拉强度fu、伸长率δ和冷弯实验四项机械性能及硫(S)、磷(P)、碳(C)三项化学成分的合格含量。
焊条采用E43型,手工焊。
四、 屋架形式和几何尺寸屋面材料为预应力混凝土大型屋面板,采用无檩屋盖体系,平坡梯形钢屋架。
屋面坡度。
10/1=i屋架计算跨度。
mm l l 2670015022700015020=⨯-=⨯-= 屋架端部高度取:mm H 20000=。
跨中高度:mm i l H 335033351.02/2670020002H 00≈=⨯+=⋅+=。
屋架高跨比:0.812670033500==l H 。
屋架跨中起拱,54500/mm l f ==取50 mm 。
为了使屋架节点受荷,配合屋面板1.5m 宽,腹杆体系大部分采用下弦节间水平尺寸为3.0m 的人字形式,上弦节间水平尺寸为 1.5m ,屋架几何尺寸如图 1 所示。
图1:27米跨屋架几何尺寸五、 屋盖支撑布置根据车间长度、跨度及荷载情况,在车间两端 5.5m 开间内布置上下弦横向水平支撑,在设置横向水平支撑的同一开间的屋架两端及跨中布置三道竖向支撑,中间各个屋架用系杆联系,在屋架两端和中央的上、下弦设三道通长系杆,其中:上弦屋脊节点处及屋架支座出的系杆为刚性系杆(图2),安装螺栓采用C 级,螺杆直径:d=20mm,螺孔直径:d0=21.5mm。
符号说明:GWJ-(钢屋架);SC-(上弦支撑):XC-(下弦支撑);CC-(垂直支撑);GG-(刚性系杆);LG-(柔性系杆)六、荷载计算屋面活荷载与雪荷载不会同时出现,计算时,取较大的荷载标准值进行计算。
故取屋面活荷载0.4kN/2m进行计算。
屋架沿水平投影面积分布的自重(包括支撑)按经验公式2+=计算,跨度L单位为m,荷载计g⋅L)kN/m0.011(0.12算结果见表1。
表1 荷载计算表设计屋架时应考虑以下三种荷载组合情况:6.1.全跨永久荷载+ 全跨可变荷载全跨节点永久荷载及可变荷载:kN F 82.4465.1)12.186.3(=⨯⨯+=6.2.全跨永久荷载 + 半跨可变荷载 全跨节点永久荷载:kN F 74.3465.286.31=⨯⨯=半跨节点可变荷载:kN F 08.1065.112.12=⨯⨯=6.3.全跨屋架(包括支撑)自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载: 全跨节点屋架自重:kN F 5.465.150.03=⨯⨯=半跨节点屋面板自重及活荷载:kN F 5.1065.156.068.14=⨯⨯+=6.1、6.2为使用节点荷载情况,6.3为施工阶段荷载情况。
七、 内力计算由图解法或数解法解得F =1的屋架各杆件的内力系数(F =1作用于全跨、左半跨和右半跨)。
然后求出各种荷载情况下的内力进行组合,计算结果见表2。
表2 屋架杆件内力组合表八、 杆件设计8.1上弦杆整个上弦采用等截面,按HI 、IJ 杆件的最大设计内力设计。
N =-859.2kN上弦杆计算长度:在屋架平面内:为节间轴线长度mm l l ox15080==在屋架平面外:本屋架为无檩体系,并且认为大型屋面板只起到刚性系杆作用,根据支撑布置和内力变化情况,取oy l 为支撑点间的距离,即mm l oy 4522150821507=+⨯=根据屋架平面外上弦杆的计算长度,上弦截面选用两个不等肢角钢,短肢相并。
腹杆最大内力N =-450.4kN ,查表得,中间节点板厚度选用12mm ,支座节点板厚度选用14mm 。
设60=λ,查Q235钢的稳定系数表,可得0.807=ϕ(由双角钢组成的T 型和十字形截面均属于b 类),则需要的截面积:230.4952215807.0102.859mm f N A =⨯⨯==ϕ需要的回转半径:mm l i mm l i oy y oxx 4.75604522,1.25601508======λλ根据需要A 、y x i i 、查角钢规格表,选用2L160×100×10,肢背间距a =12mm ,则A =50.62cm ,cm .852 i x=,cm 78.7i y =按所选角钢进行验算:9.2528.51508i l ox ===x x λ, 1.588.774522i l oy ===y y λ满足长细比[]150=≤λ的要求。
由于x y λλ>,只需求y ϕ,查表y ϕ=0.818,则a a a MP 215MP 6.207MP 5060818.0102.859A N 3y <=⨯⨯==ϕσ所选截面合适,上弦截面如图所示:图7:上弦截面8.2下弦杆整个下弦杆采用同一截面,按最大内力所在的cd 杆计算。
N=817.5kNmm l ox 4500=,mm l l oy 133502/267000===所需截面积为(因跨中有通长系杆):22302.38mm 3.3802215105.817N A cm f ==⨯==选用2L160×100×10,因,0x oy l l 〉〉故用不等肢角钢,短肢相并。
A =50.62cm ,cm .852 i x=,cm 78.7i y =3509.15785.2450i l ox <===x x λ, 3506.17178.71335i l oy <===y y λa a MP 215MP 6.161 5060817500A N <===σ,所以满足要求。
下弦截面如图:图8.下弦截面8.3斜杆按端斜杆aB 最大设计内力设计。
杆件轴力:kN N 4.450-=计算长度:mm l l oy ox 2530==因为oy ox l l =,故采用等肢角钢,使y i i ≈x。
选用2L100×10。
则:A =38.522c m ,m3.05c i x=,m c 60.4i y=0.8330.53052i l ox ===x x λ, 0.550.462530i l oy ===y y λ由于x yλλ<,只需求x ϕ。
查表x ϕ=0.668,则:a a MP 215175.0MP 3852686.0450400A N x <=⨯==ϕσ,故所选截面合适。
端斜杆截面如图:图9.端斜杆截面8.4腹杆腹杆cf-fG 在f 节点处不断开,采用通长杆件。
kN N cf 9.156-=,kN N fG 6.120-=再分式桁架中的斜腹杆,在桁架平面内的计算长度取节点中心间距mm l ox2087=,在桁架平面外的计算长度:mm N N l l y 6.3932)9.1566.12025.075.0(4174)25.075.0(1210=⨯+⨯=+=选用2L110×10,查角钢规格表得A =45.522c m ,cm 38.3i x=,cm 00.5i y =150115.919.420i l ox <===x x λ, 150 65.870.506.3932i l oy <===y y λ由于x yλλ<,只需求x ϕ。
查表x ϕ=0.458,则:a a MP 215MP 3.72 5524584.0156900A N y <=⨯==ϕσ再分腹杆截面如图:图9:再分腹杆截面8.5竖杆HdkN 2.76N -=,2440mm 30500.80.8l l =⨯==ox ,mm oy 3050l =由于杆件内力较小,按150][==λλ选择,需要的回转半径为mm l i ox x 3.161502440][===λ,mm l i oy y 3.201503050][===λ 查型钢表,选截面的x i 和y i 较上述计算的x i 和y i 略大些。
选用2L63×5,其几何特性为:A =12.292c m ,4cm 9.1i x=, 3.04cm i y =1508.25119.42440i l ox <===x x λ, 150 100.34.303050i l oy <===y y λ由于x yλλ<,只需求x ϕ。
查表x ϕ=0.406,则:a a MP 215MP 7.341 2291064.067200A N x <=⨯==ϕσ 竖杆截面如图:图10:竖杆截面其余各杆件的截面选择结果见表3。
-精品-九、 节点设计采用E43 焊条时,角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值160w f f Mpa 。
9.1下弦节点“b ”设 bB 杆的肢背和肢尖焊缝 mm mm h f 68和=,所需焊缝长度为:肢背1l :mm h f h N K l f wf f 23.1458216087.02103.35665.027.023111=⨯+⨯⨯⨯⨯⨯=+⨯= 肢尖2l :mm h f h N K l f wf f 79.1046216067.02103.35635.027.023222=⨯+⨯⨯⨯⨯⨯=+⨯=取mm l 1601=,mm l 1202=。
设 bD 杆的肢背和肢尖焊缝 mm mm h f 68和=,所需焊缝长度为:肢背1l :mm h f h N K l f wf f 19.1218216087.021029065.027.023111=⨯+⨯⨯⨯⨯⨯=+⨯= 肢尖2l :mm h f h N K l f wf f 52.876216067.021029035.027.023222=⨯+⨯⨯⨯⨯⨯=+⨯=取mm l 1301=,mm l 902=。
bC 杆的内力很小,焊缝尺寸可按构造确定,取mm h f 5=。
根据以上求得的焊缝长度,并考虑杆件之间的间隙以及制作、装配等误差,按比例作出节点详图(见图11),从而确定节点板的尺寸为280×340mm 。
下弦与节点板连接到焊缝长度为340mm ,mm h f 5=,焊缝承受节点左、右弦杆的内力差△N =N bc -N ab =596.6-240.2=356.4kN 。