钢结构课程设计梯形钢屋架计算书
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。
钢结构设计原理课程设计21米梯形钢结构屋架设计
钢结构课程设计——21m跨钢屋架设计计算书1 设计资料某厂房总长度90m,跨度L=21m,屋盖体系为无檩体系,纵向柱距6m。
1.结构形式:钢筋混凝土柱,梯形钢屋架。
柱的混凝土强度等级为C30,屋面坡度i=L/10;L为屋架跨度。
地区计算温度高于-200C,无侵蚀性介质,不考虑地震设防,屋架下弦标高为18m;厂房内桥式吊车为2台150/30t(中级工作制),锻锤为2台5t。
2. 屋架形式及荷载:屋架形式、几何尺寸及内力系数(节点荷载P=1.0作用下杆件的内力)如附图所示。
屋架采用的钢材、焊条为:用Q345钢,焊条为E50型。
3.屋盖结构及荷载无檩体系:采用1.5×6.0m预应力混凝土屋板(考虑屋面板起系杆作用)荷载:①屋架及支撑自重:按经验公式q=0.12+0.011L,L为屋架跨度,以m为单位,q 为屋架及支撑自重,以kN/m2为单位;②屋面活荷载:施工活荷载标准值为0.7kN/m2,雪荷载的基本雪压标准值为S0=0.35kN/m2,施工活荷载与雪荷载不同时考虑,而是取两者的较大值;积灰荷载0.6kN/m2。
③屋面各构造层的荷载标准值:三毡四油(上铺绿豆砂)防水层0.4kN/m2水泥砂浆找平层0.4kN/m2保温层0.7kN/m2一毡二油隔气层0.05kN/m2水泥砂浆找平层0.3kN/m2预应力混凝土屋面板 1.45kN/m22 结构形式与布置屋架形式及几何尺寸如图7.30所示。
屋架支撑布置如图7.31所示。
图7.30 屋架形式及几何尺寸3荷载计算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。
屋架沿水平投影面积分布的自重(包括支撑)按经验公式计算,跨度单位为m。
荷载永久荷载:预应力混凝土屋面板 958.135.145.1=⨯2/m kN 屋架及支撑自重 474.035.1)21011.012.0(=⨯⨯+2/m kN 三毡四油(上铺绿豆砂)防水层 54.035.14.0=⨯2/m kN 水泥砂浆找平层 54.035.14.0=⨯2/m kN 保温层 945.035.17.0=⨯2/m kN 一毡二油隔汽层 068.035.105.0=⨯2/m kN 水泥砂浆找平层 405.035.13.0=⨯2/m kN总计 4.9292/m kN可变荷载:屋面活荷载 98.04.17.0=⨯2/m kN 积灰荷载 0.6 1.40.84⨯=2/m kN总计 1.822/m kN设计屋架时,应考虑以下3种荷载组合: (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:(4.929 1.82) 1.5660.74F =+⨯⨯=kN (2)全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨节点永久荷载:1 4.929 1.5644.36F =⨯⨯=kN 半跨节点可变荷载:2 1.82 1.5616.38F =⨯⨯=kN(3)全跨屋架包括支撑+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载 全跨节点屋架自重:30.474 1.56 4.266F =⨯⨯=kN半跨节点屋面板自重及活荷载:4(1.95750.98) 1.5626.44F =+⨯⨯=kN (1) 、(2)为使用阶段荷载情况,(3)为施工阶段荷载情况。
15m梯形钢屋架计算书
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96m ;柱距6m ;跨度15m。
2、屋面坡度:1:10。
3、屋面材料:压型钢板。
4、荷载1)静载:屋架及支撑自重0.45KN/m²。
2)活载:屋面活荷载0.5KN/m²。
5、材质Q235B钢,焊条E43XX系列,手工焊。
6、屋架采用平坡梯形屋架,无天窗,外形尺寸(取一半)如图1 所示图12 . 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(96m>60m)、跨度及荷载情况,设置上弦横向水平支撑2道,下弦由于跨度为15m故不设下弦支撑。
如图2图23、垂直支撑垂直支撑必须设置。
对于本屋架结构,在跨度中央设置一道中间垂直支撑,在屋架两端各设置一道垂直支撑。
垂直支撑只设置在有横向水平支撑的同一柱间的屋架上,如图 3 所示。
图34 . 荷载计算屋面活荷载0.5KN/m ²进行计算。
荷载计算表 荷载名称 标准值(KN/m²) 设计值(KN/m²) 屋架及支撑自重 0.45 0.15×1.35=0.608 可变荷载总和 0.50.7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2F5 内力计算屋架构件内力组合表杆件名称杆件编号 单位荷载 F =1 静载作用(KN/m ²) 活载(KN/m ²)0.7 杆件内力 计算内力在左 在右全跨全部恒载3.578 屋架支撑0.608大型屋面板1.89在左在右全部组合一组合二组合三在左 在右 全部 上弦杆AB 0.000.000.000.000.00 0.00 0.00 0.000.000.000.000.000.000.000.00 BC -4.69 -2.16 -6.23 -22.28 -3.79 -8.86 -4.09 -11.77 -3.28 -1.51 -4.36 -143.84 -138.02 -86.01 -143.84 CD -4.68 -2.16 -6.22 -22.25 -3.78 -8.85-4.08-11.75 -3.28 -1.51 -4.35 -143.63 -137.83 -85.89-143.63DE -6.21 -3.93 -9.00 -32.19 -5.47 -11.73 -7.42 -17.01 -4.34 -2.75 -6.30 -207.85 -197.30 -116.34 -207.85 EF-6.20 -3.92 -8.99 -32.17-5.47-11.72 -7.42-16.99 -4.34 -2.75 -6.29 -207.70 -197.15 -116.26 -207.70下弦杆ab -1.21 -2.82 -3.49 -12.49 -2.12 -2.29 -5.34 -6.60 -0.85 -1.98 -2.44 -80.62 -72.00 -28.38 -80.62 bc 1.87 -0.83 1.01 3.60 0.61 3.53 -1.57 1.90 1.31 -0.58 0.70 23.25 26.51 29.44 29.44 cd 2.07 0.72 2.31 8.26 1.40 3.91 1.36 4.36 1.45 0.51 1.62 53.33 52.43 36.52 53.33斜腹杆aB -5.06 -2.05 -6.51 -23.31 -3.96 -9.56 -3.87 -12.31 -3.54 -1.43 -4.56 -150.49 -144.99 -92.14 -150.49 Bb 3.38 1.83 4.68 16.76 2.85 6.39 3.46 8.85 2.37 1.28 3.28 108.19 103.28 62.69 108.19 bD -2.15 -1.79 -3.42 -12.25 -2.08 -4.06 -3.39 -6.47 -1.51 -1.25 -2.40 -79.09 -74.28 -41.31 -79.09 Dc 0.73 1.55 1.83 6.55 1.11 1.38 2.93 3.46 0.51 1.08 1.28 42.27 38.11 16.21 42.27 Cf 0.38 -1.54 -0.71 -2.54 -0.43 0.72 -2.90 -1.34 0.27 -1.07 -0.50 -16.41 -12.29 2.99 -16.41竖杆Aa -0.50 0.00 -0.50 -1.79 -0.30 -0.95 0.00 -0.95 -0.35 0.00 -0.35 -11.55 -11.55 -8.63 -11.55 Cb -0.93 0.03 -0.91 -3.27 -0.56 -1.77 0.06 -1.73 -0.65 0.02 -0.64 -21.10 -21.18 -16.07 -21.18 Ec -0.95 0.03 -0.93 -3.34 -0.57 -1.80 0.05 -1.77 -0.67 0.02 -0.65 -21.58 -21.66 -16.42 -21.66 Fd 0.08 0.08 0.85 3.03 0.52 0.15 0.15 1.60 0.06 0.06 0.59 19.58 16.68 3.90 19.586 杆件设计1、上弦杆整个上弦采用等截面,按EF杆件的最大设计内力设计,即N=-255KN上弦杆计算长度:在屋架平面内:0x0l l 1.508m==,0yl2 1.508 3.016m==×上弦截面选用两个不等肢角钢,短肢相并。
跨度21米梯形钢屋架课程设计计算书
跨度21⽶梯形钢屋架课程设计计算书梯形钢屋架课程设计⼀、设计资料(1)、某⼯业⼚房,建筑地点在太原市,屋盖拟采⽤钢结构有檩体系,屋⾯板采⽤100mm厚彩钢复合板(外侧基板厚度0.5mm,内侧基板厚度0.4mm,夹芯材料选⽤玻璃丝棉,屋⾯板⾃重标准值按0.20 kN/m2计算),檩条采⽤冷弯薄壁C型钢。
屋架跨度21m,屋⾯排⽔坡度i=1:10,有组织排⽔。
屋架⽀承在钢筋混凝⼟柱(C30)上,柱顶标⾼9.0m,柱距6m,柱截⾯尺⼨为400×400mm。
⼚房纵向长度60m。
基本风压0.40KN/m2,基本雪压0.35KN/m2。
不考虑积灰荷载。
注:屋架、檩条、拉条及⽀撑⾃重标准值可按下列数值考虑:0.30kN/m2(6.0m)(2)、屋架计算跨度:L0=21-2×0.15=20.7m(3)跨中及端部⾼度:屋盖拟采⽤钢结构有檩体系,屋⾯排⽔坡度i=1:10,取屋架在21m轴线处的端部⾼度h0’=1.99m, 屋架的中间⾼度h=3.025m,则屋架在20.7m,两端的⾼度为h o=2.004m。
⼆、结构形式与布置屋架形式及⼏何尺⼨如图2-1所⽰根据⼚房长度(60m),跨度及荷载情况,设置两道上下横向⽔平⽀撑。
因为柱⽹采⽤封闭形式,⼚房横向⽔平⽀撑设在两端第⼆柱间,图2-1梯形屋架形式和⼏何尺⼨在第⼀柱间的上弦平⾯设置了刚性系杆,以保证安装时的稳定。
在第⼀柱间的下弦平⾯也设置了刚性系杆,以传递⼭墙风荷载。
梯形钢屋架⽀撑布置如图2-2.桁架上弦⽀撑布置图桁架下弦⽀撑布置图垂直⽀撑布置1-1垂直⽀撑布置2-2SC—上弦⽀撑XC—下弦⽀撑CC—垂直⽀撑GG—刚性系杆LG—柔性系杆图2-1梯形屋架⽀撑布置图三、荷载计算荷载:屋架的受荷⽔平投影⾯积为:22602A>==,故按mm612621m《建筑结构荷载规范》取屋⾯活荷载(按不上⼈屋⾯)标准值为0.5kN/m2,雪荷载为0.35kN/m2,取屋⾯活荷载与雪荷载中较⼤值0.5kN/m2。
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,υ=0.807,截面积为32N 210.3210A 1327.4mm f 0.807215=××==υ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 0yy y l 1508m 75.0mm i 20.1l 3016m 85.2mmi 35.4==λ==λ==满足长细比要求,yx >λλ查表y 3y 0.655N 210.3210a a A 0.6552120××υ===151.5M P <215M P υ满足要求其余计算结果见下表 屋架杆件截面选择表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w f f =160MPa 。
梯形钢屋架课程设计计算书
梯形钢屋架课程设计计算书梯形钢屋架课程设计计算书⼀、设计资料1、某车间跨度为24m,⼚房总长度102m,柱距6m,车间内设有两台50/10t中级⼯作制软钩桥式吊车,地区计算温度⾼于-20℃,⽆侵蚀性介质,地震设防烈度为6度,屋架下弦标⾼为18m;2、采⽤1.5×6 m预应⼒钢筋混凝⼟⼤型屋⾯板,Ⅱ级防⽔,卷材屋⾯,桁架采⽤梯形钢桁架,两端铰⽀在钢筋混凝⼟柱上,3、上柱截⾯尺⼨为450×450mm4、混凝⼟强度等级为C255、屋架采⽤的钢材及焊条为:Q345钢,焊条为E50型。
结构形式与布置图屋架计算跨度:Lo=L-2×150=24000-300=23700mm。
端部⾼度Ho=1.74m屋⾯坡度i=1/12节间为3m的⼈字形式,屋⾯板传来的荷载,正好作⽤在节点上,使之传⼒更好。
⼆、荷载与内⼒计算1、荷载计算永久荷载:改性沥青防⽔层0.4kN/m220厚1:2.5⽔泥砂浆找平层0.40kN/m280厚泡沫混凝⼟保温层0.6kN/m2预应⼒混凝⼟⼤型屋⾯板(包括灌缝) 1.5kN/m2悬挂管道0.15N/m2屋架和⽀撑⾃重为(0.120+0.011L)=0.384kN/m2总计:3.434KN/m2可变荷载基本风压:0.35 kN/m2基本雪压:(不与活荷载同时考虑)0.5kN/m2积灰荷载0.5kN/m2不上⼈屋⾯活荷载0.7kN/m2(可变荷载可按⽔平投影⾯积计算)荷载与雪荷载不会同时出现,故取两者较⼤的活荷载计算。
0.7>0.5 kN/m2总计:1.2KN/m2由于屋⾯夹⾓较⼩,风载为吸⼒,起卸载作⽤,⼀般不考虑。
永久荷载设计值 1.35×3.434KN/m2=4.64KN/m2可变荷载设计值 1.4×1.2KN/m2=1.68KN/m22、荷载组合设计屋架时,应考虑以下三种组合:组合⼀:全跨永久荷载+全跨可变荷载。
屋架上弦节点荷载F=(4.64KN/m2+1.68KN/m2) ×1.5×6m=56.88kN组合⼆:全跨永久荷载+半跨可变荷载。
钢结构课程设计计算书
钢结构课程设计任务书(一)——梯形钢屋架设计一、题目:《钢结构》课程设计任务书1.设计目的为了使学生更好地掌握钢结构的基本理论与设计方法,同时更好地锻炼学生综合运用已经学过的专业基础知识解决工程实际问题的能力。
2.设计资料1)该车间无悬挂式起重机、无天窗、无振动。
2)钢屋架支承在钢筋混凝土柱顶,钢材采用Q235B,混凝土等级为C30。
3)屋面采用1.5m×6.0m的预应力钢筋混凝土大型屋面板(屋面不作支撑用)。
4)车间长度为72m,柱距为6m,屋架的排水坡度为5%。
杆件的尺寸由图中量出。
有12种屋架形式,跨度为20m(端距1.6m和1.7m),24m(端距1.8m和1.9m),28m(端距2.0m和2.1m)。
3.荷载类型见表14永久荷载分类情况见表2。
5.可变荷载分类情况见表3。
6.分组情况见表4。
7.各跨度的内力系数表见后面附表.表1 荷载类型荷载名称重力(标准值)/(N/m2)荷载类型序号永久荷载A 1 预应力钢筋混凝土屋面板(包括2000嵌缝)2 SBS改性沥青防水卷材5003 悬挂荷载5004 找平层(2cm厚)5005 保温层(1)10006 保温层(2)1400可变荷载B a 活载(雪荷载)500b 活载加积灰荷载1600表2 永久荷载分类情况类型考虑荷载甲A-1 A-2 A-4 A-5乙A-1 A-2 A-4 A-6丙A-1 A-2 A-3 A-4 A-5丁A-1 A-2 A-3 A-4 A-6戊A-1 A-2 A-3 A-4表3 可变荷载分类情况类型考虑荷载A B-aB B-b8.设计时间安排和成果时间:5天成果:计算书一份(计算机打印A4纸),施工图1张(计算机出图,1号图)。
9.参考书目:《钢结构》戴国欣主编武汉理工大学出版社《钢结构设计规范》(GB50017-2003)《建筑结构荷载设计规范》表4 设计分组情况荷载屋架跨度20m 屋架跨度24m 屋架跨度28m永久荷载可变荷载端部为1.6m端部为1.7m端部为1.8m端部为1.9m端部为2.0m端部为2.1m甲A 1 2 3 4 5 6B 7 8 9 10 11 12乙A 13 14 15 16 17 18B 19 20 21 22 23 24丙A 252627282930B 313233343536丁A 373839404142B 434445464748戊A 495051525354B 5556575859601.1 设计资料某车间跨度28米,长度72米,柱距6米,采用1.5m×6m预应力钢筋混凝土大型屋面板,积灰荷载1.6 KN/m2 混凝土标号为c30要求设计钢屋架并绘制施工图屋架形势、尺寸、材料选择及支撑布置本设计为无檩屋盖方案,i=1/20,采用平坡梯形屋架,屋架计算跨度L0=L-300=28000-300=27700mm,端部高度取H0=2100mm,中部高度H=3250mm,钢材采用Q235B焊条采用E43手工焊。
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 1015020324 学生春旭指导教师黄雪芳王晓东设计时间2013.11.26-、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1.5m×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1.3kN/m2。
屋面活荷载标准值为0.5kN/m2,雪荷载标准值0.5kN/m2,积灰荷载标准值为0.6kN/m2,轴线处屋架端高为1.90m,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-2×0.15m=26.7m3、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0.5kN/㎡计算。
标准永久荷载:防水层、找平层、保温层1.30kN/㎡预应力混凝土大型屋面板1.40kN/㎡钢屋架和支撑自重0.12+0.011×27=0.42kN/㎡总计: 3.12kN/㎡`标准可变荷载:屋面活荷载0.50kN/㎡积灰荷载0.60kN/㎡总计: 1.1kN/㎡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=(1.35×3.12+1.4×0.7×0.5+1.4×0.9×0.6) ×1.5×6=49.122kN②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:F1.1=1.35×3.12×1.5×6=37.908kN(按永久荷载为主的组合)F1.2=1.2×3.12×1.5×6=33.696kN(按可变荷载为主的组合)对结构有利时:F1.3=1.0×3.12×1.5×6=28.080kN半跨节点可变荷载设计值:F2.1= 1.4×(0.7×0.5+0.9×0.6)×1.5×6=11.214kN(按永久荷载为主的组合)F2.2=1.4×(0.7+0.9×0.6)×1.5×6=17.325kN(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:F3.1=1.2×0.45×1.5×6=4.86kN对结构有利时:F3.2=1.0×0.45×1.5×6=4.05kN半跨节点屋面板自重及活荷载设计值:F4=(1.2×1.4+1.4×0.5) ×1.5×6= 21.42kN其中①②为使用阶段荷载情况,③施工阶段荷载情况。
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 。
钢结构梯形钢屋架课程设计计算书
目录1设计资料2结构形式与选型3荷载计算4内力计算5杆件设计6节点设计7 参考文献梯形钢屋架课程设计计算书一、设计资料:该课程设计题目为:普通梯形屋架。
车间柱网布置:长度150m ;柱距6m ;跨度27m1、屋面坡度:1:102、屋面材料:混凝土大型屋面板(包括灌浆)3、荷载标准值1)静载:屋架及支撑自重0.3KN/m²;SBS改性沥青油毛毡防水层0.4KN/m²;20厚水泥砂浆找平层0.4KN/m²;100厚水泥珍珠岩保温层0.4KN/m²冷底子油隔气层0.05KN/m²大型屋面板自重(包括灌缝) 1.4KN/m²管道设备自重0.1 KN/m²2)活载:屋面雪荷载或活荷载最大值0.65KN/m²;积灰荷载1KN/m²;屋面坡度不大,对荷载影响小,不予考虑。
风荷载对屋面为吸力,重屋盖可不考虑。
4、材质Q235B钢,焊条E43系列,手工焊。
二、结构形式与选型根据厂房长度(84m>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。
三、荷载计算荷载计算表:荷载组合方法:1、全跨永久荷载F+全跨可变荷载2F1F1+F2=(4.118+1.47)×1.5×6=50.292kN2、全跨永久荷载F+半跨可变荷载2F1F1=4.118×1.5×6=37.062 kNF2=1.47×1.5×6=13.23 kN3、全跨屋架(包括支撑)自重F+半跨屋面板自重4F+半3跨屋面活荷载F2F2=1.47×1.5×6=13.23 kNF3=0.405×1.5×6=3.645 kNF4=(1.85+0.91)×1.5×6=24.84 kN四、内力计算计算简图如下五、杆件设计:复杆最大内力为326.898 KN ,查课本表7.4,选用中间节点板厚为10mm ,支座板厚为12mm 。
课程设计--梯形钢屋架设计计算书
课程设计--梯形钢屋架设计计算书梯形钢屋架计算书学生姓名XXX班级名称专业名称土木工程指导教师XXX目录1 设计资料 (1)1.1 基本资料 (1)1.2 荷载标准值 (1)2 结构形式与布置 (1)2.1屋架形式 (1)2.2屋架尺寸的确定 (1)2.3钢材和焊条的选用 (3)2.4屋盖支撑布置 (3)3 荷载计算 (3)3.1恒活荷载计算 (3)3.2 荷载组合 (5)4 内力计算 (5)5 杆件截面设计 (8)5.1上弦杆截面计算 (8)5.2下弦杆截面计算 (9)5.3斜杆截面计算 (9)5.3.1 斜杆aB (10)5.3.2 斜杆Bc (10)5.3.3 斜杆cD (11)5.3.4斜杆De (11)5.3.5斜杆eF (11)5.3.6斜杆Fg (12)5.4竖杆截面计算 (12)5.4.1竖杆Aa (13)5.4.2竖杆Cc (13)5.4.3竖杆Ee (13)5.4.4 竖杆Gg (14)6 节点设计 (16)6.1下弦c节点 (16)6.2上弦B节点 (18)6.3屋脊G节点 (19)6.4支座a节点 (19)1 设计资料1.1 基本资料①某厂房总长度90m ,跨度L =18m ,屋盖体系为无檩体系,纵向柱距6m 。
②结构形式:钢筋混凝土柱,梯形钢屋架。
柱的混凝土强度等级为C25,屋面坡度i =L /10;L 为屋架跨度。
地区计算温度高于-200C ,无侵蚀性介质,不考虑地震设防,屋架下弦标高为18m ;③屋盖结构为无檩体系:采用1.5×6.0m 预应力混凝土屋板(考虑屋面板起系杆作用)屋面活荷载:施工活荷载标准值为0.8kN/m 2,雪荷载的基本雪压标准值为S 0=0.5kN/m 2,施工活荷载与雪荷载不同时考虑,而是取两者的较大值;积灰荷载 0.8 kN/m 21.2 荷载标准值屋面各构造层的荷载标准值:三毡四油(上铺绿豆砂)防水层 0.4kN/m 2 水泥砂浆找平层 0.4kN/m 2保温层 0.5 kN/m 2(按选题) 一毡二油隔气层 0.05kN/m 2 水泥砂浆找平层 0.3kN/m 2 预应力混凝土屋面板 1.45kN/m 22 结构形式与布置2.1屋架形式屋面材料为预应力混凝土大型屋面板,采用无檩屋盖体系,梯形钢屋架,屋面坡度i =L /10 ,L 为屋架跨度。
梯形钢屋架设计计算书
单层厂房钢屋盖设计计算书一、设计计算资料梯形屋架跨度27m ,屋架间距6m ,厂房长度84m 。
屋架支撑于钢筋混凝土柱子上,节点采用焊接方式连接。
钢筋混凝土柱高12m ,其混凝土强度等级为C30。
钢材为Q235-B ,焊条E43型。
厂房内有中级工作制桥式吊车,起重量Q ≤300kN 。
屋面均布活荷载(不与雪荷载同时考虑)为:轻型屋面取0.3kN /㎡,但计算负荷面积不超过60㎡时,取0.5 kN /㎡;重型屋面取0.5 kN /㎡。
屋面材料为长尺压型钢板,屋面坡度i 8/1=,H 型钢檩条的水平间距为3.375m 。
基本风压为0.75 kN /㎡,基本雪压为0 kN /㎡。
二、屋架几何尺寸的确定屋架的计算跨度mm L l 26700300270003000=-=-=,端部高度取mm H 19900=跨中高度为mm 3680H ,36788227000190020==⨯+=+=取mm L i H H 。
跨中起拱高度为60mm (L/500)。
梯形钢屋架形式和几何尺寸如图1所示。
三、屋盖支撑布置根据厂房长度(84m>60m )、跨度及荷载情况,设置三道上、下弦横向水平支撑。
因柱网采用封闭结合,厂房两端的横向水平支撑设在第一柱间,该水平支撑的规格与中间柱间支撑的规格有所不同。
在所有柱间的上弦平面有檩条代替刚性与柔性系杆,以保证安装时上弦杆的稳定,在各柱间下弦平面的跨中及端部设置了柔、刚性系杆,以传递山墙风荷载。
在设置横向水平支撑的柱间,于屋架跨中和两端各设一道垂直支撑。
梯形钢屋架支撑布置如图2、图3、图4所示。
其中SC#为上弦支撑、XC#为下弦支撑、CC#为垂直支撑、GG#为刚性系杆、RG#为柔性系杆、GWJ#为屋架。
四、荷载计算1、永久荷载(水平投影面)压型钢板 151.086515.0=⨯kN/㎡ 檩条(0.5kN/m ) 0.148 kN /㎡屋架及支撑自重 0.01L=0.27kN /㎡ 合计 0.569kN /㎡ 2、可变荷载(水平投影面)因屋架受荷水平投影面积超过60㎡,故屋面均布活荷载为0.30 kN /㎡,无雪荷载。
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*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:结构形式与布置柱网布置图柱网布置图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/。
配合大型屋面板尺寸(*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。
图屋架的杆件尺寸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。
图上弦平面12121---12---2图下弦平面与剖面第三章:荷载计算及杆件内力计算 屋架荷载计算表 屋架荷载计算表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。
屋架上弦左半跨单位节点荷载、右半跨单位节点荷载、全跨单位节点荷载作用下的屋架左半跨杆件的内力系数k L、k R、k(=k L+k R)按图所示,并已抄入表中。
图屋架内力系数图杆件内力组合○1组合一―――全部恒、活荷载全部恒、活荷载:q=m2,F=**6=,杆件组合内力N1=(KN)○2组合二―――全跨恒荷载、半跨活荷载(相应于全垮恒、活荷载减去半跨活荷载)活荷载:q=m2,F=**6=,杆件组合内力N2= N1-,R (KN)○3组合三―――全跨屋架和支撑重、半跨屋面板重和活荷载:屋架和支撑重:q=*=m2,F=**6=,活荷载:q=*+=m2,F=**6=,杆件组合内力N3= + k L,R(KN)杆件内力组合见表,其中第二、三组合对个别k L、k R正负号的杆件计算,因为这种情况下第二、三组合的弦杆左右节间内力差△N(设计弦杆焊缝用)将大于第一组合的△N。
15m梯形钢屋架计算书【范本模板】
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96m ;柱距6m ;跨度15m。
2、屋面坡度:1:10.3、屋面材料:压型钢板。
4、荷载1)静载:屋架及支撑自重0。
45KN/m²。
2)活载:屋面活荷载0.5KN/m²。
5、材质Q235B钢,焊条E43XX系列,手工焊。
6、屋架采用平坡梯形屋架,无天窗,外形尺寸(取一半)如图1 所示图12 . 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(96m〉60m)、跨度及荷载情况,设置上弦横向水平支撑2道,下弦由于跨度为15m故不设下弦支撑。
如图2图23、垂直支撑垂直支撑必须设置。
对于本屋架结构,在跨度中央设置一道中间垂直支撑,在屋架两端各设置一道垂直支撑。
垂直支撑只设置在有横向水平支撑的同一柱间的屋架上,如图3 所示。
图34 。
荷载计算屋面活荷载0。
5KN/m ²进行计算。
荷载名称 标准值(KN/m²) 设计值(KN/m²) 屋架及支撑自重 0。
45 0.15×1。
35=0.608 可变荷载总和 0。
50。
7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2F5 内力计算杆件名称杆件编号单位荷载 F =1 静载作用(KN/m ²) 活载(KN/m ²)0.7 杆件内力 计算内力在左 在右全跨全部恒载3。
578 屋架支撑0.608大型屋面板1。
89在左在右全部组合一组合二组合三在左 在右 全部 上弦杆AB 0。
00 0.00 0.000.000。
000。
000.000.000。
00 0。
00 0。
00 0.000。
00 0。
000.00BC—4。
69-2。
16 -6.23 —22.28 —3.79 —8.86 —4.09 -11.77 —3。
(完整word版)钢结构课程设计梯形钢屋架计算书
-、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1.5m×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1.3kN/m2。
屋面活荷载标准值为0.5kN/m2,雪荷载标准值0.5kN/m2,积灰荷载标准值为0.6kN/m2,轴线处屋架端高为1.90m,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-2×0.15m=26.7m3、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: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=(1.35×3.12+1.4×0.7×0.5+1.4×0.9×0.6) ×1.5×6=49.122kN图三桁架计算简图本设计采用程序计算结构在单位节点力作用下各杆件的内力系数,见表一。
1、上弦杆:整个上弦杆采用相等截面,按最大设计内力IJ 、JK 计算,根据表得: N = -1139.63KN ,屋架平面内计算长度为节间轴线长度,即:ox l =1355mm ,本屋架为无檩体系,认为大型屋面板只起刚性系杆作用,不起支撑作用,根据支撑布置和内力变化情况,取屋架平面外计算长度oy l 为支撑点间的距离,即:oy l =3ox l =4065mm 。
根据屋架平面外上弦杆的计算长度,上弦截面宜选用两个不等肢角钢,且短肢相并,如图四所示:图四 上弦杆腹杆最大内力N =-574.7KN ,查表可知,中间节点板厚度取12mm ,支座节点板厚度取14mm 。
钢结构课程设计计算书
辽宁科技学院课程设计计算书课程名称钢结构设计设计题目普通梯形钢屋架系部:资源与建筑工程学院专业:土木工程班级:土木BG112姓名:林权财学号:15指导教师:刘永杰一、布置支撑上弦横向水平支撑下弦横向水平支撑纵向水平支撑刚性系杆柔性系杆二、设计计算2、确定节点荷载及内力组合(1)永久荷载P1=[1.2×(1.45+0.4+0.4+0.4+0.12+0.011×24)]×1.5×6=32.7672KN (2)可变荷载P2=1.4×(0.8 +0.7)×1.5×6=18.9KNP=P1+P2=32.7672+18.9=51.6672KN全跨屋架及支撑+(半面屋面板+半跨活荷载)P3=1.2(0.12+0.011×24)×1.5×6=4.1472KNP4=(1.2×1.45+1.4×0.7)×1.5×6=24.48KN3、计算内力及组合内力N=节点荷载P×分项系数内力及组合(三种组合)见表二:4、选择截面(1)初选截面上弦杆最大内力N=-788.94KN,t=12mmσ=N/¢A≤f假定入=70查的¢=0.751A≥N/¢f=788940/0.751×215=48.92cm2选2L160×100×10 A=25.3cm2ix=2.85cm iy=7.78cm验算:入x=lox/ix=1507.5/28.5=52.89入y=2lox/iy=2×1507.5/77.8=38.75根据入x知¢x=0.842σ=N/¢A=788940/0.842×25.3×100×2=185<f=215N/mm2 满足要求(2)下弦杆最大内力N=784.29KN由σ=N/A≤fA≥N/f=784290/215=36.4786cm2选2L140×90×10 A=22.3cm2ix=2.56cm iy=6.84cm验算:σ=N/A=784290/2230×2=175<215N/mm2满足要求(3)内力较小杆N=-25.85KNi≧lo/入=1990/100=27.46cm选2L70×8 A=21.4cm2ix=2.12cm iy=3.38cm验算:入x=lox/ix=199/2.12=93.868<【入】入y=loy/iy=199/3.38=58.867<【入】满足要求5、节点设计(1)已知下弦节点c,Nbc=355.7KN,Ncc=51.7KN,NCD=281.25KN下弦杆采用2L140×90×10,Bc杆采用 2L80×10,Cc杆采用2L63×6 CD杆采用2L63×6 Q235,ffw=160N/mm2,节点板厚t=12mm解:hf大=1.2×10=12Hf小=1.5√12=5.2mm取hf=10mm杆Bc:L1=K1NBc/2×0.7hf×ffw +2hf=0.7×355700/2×0.7×10×160 +20=131.16mm 取L1=140mmL2=K2NBc/2×0.7hf×ffw +2hf=0.3×355700/2×0.7×10×160 +20=67.6mm 取L2=70mmhf大=1.2×10=12mmHf小=1.5√12=5.2mm取hf=10mm杆Cc:L1=K1NCc/2×0.7hf×ffw +2hf=0.7×51700/2×0.7×10×160+20=36.16mm取L1=40mmL2= K2NCc/2×0.7hf×ffw +2hf=0.3×51700/2×0.7×10×160 +20=26.9mm取L2=30mm验算:下弦焊满即可。
钢结构课程设计报告计算书
钢构造课程设计计算书一、设计资料1、屋架形式为梯形钢屋架;2、屋架铰支于钢筋混凝土柱顶,混凝土标号 C25;3、车间柱网布置:长度 60m ;柱距 6m ;跨度 L=24m ;4、屋面材料为预应力大型面板〔1.5*6m ,屋面板需保证与上弦3个点焊牢,故上弦平面外计 算长度为3米〕5、钢材采用 Q235·BF 钢,焊条为 E43型,手工焊;二、屋架尺寸及尺寸确实定(1)根据车间长度、跨度及荷载情况,在屋架上下弦设置两道横向水平支撑及垂直支撑和系杆,使屋盖成为空间刚度很大的稳定系统,中间各个屋架用系杆联系,支撑,屋架平面布置见下列图1, 图1:〔2〕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0215024000215023700l l mm =-⨯=-⨯=。
屋架端部高度取:01515H mm =。
跨中高度:00H 151523700/20.127002l H i mm =+⋅=+⨯=。
屋架高跨比:0270092370079H l ==。
屋架跨中起拱/50048,f l mm ==取50 mm 。
为了使屋架节点受荷,配合屋面板1.5m 宽,腹杆体系大局部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 ,左半跨如下图,左右对称,左端部间距150mm 屋架几何尺寸如图 2所示三、支撑布置根据车间长度、屋架跨度、荷载情况、屋架上弦设置横向水平支撑及垂直支撑和系杆,使屋盖成为空间刚度很大的稳定系统,见图1。
四、荷载的计算屋面荷载标准值见表 1表1 荷载标准值各屋架满跨与半跨内力系数见附图2。
1、荷载计算屋面荷载汇总如表 2所示:表2 荷载类型 荷载名称 荷载标准值 永久荷载D 总计 2.86 kN/m 2 可变荷载雪荷载L0.45 kN/m 22设计屋架时,应考虑以下三种组合:(1) 组合一:全跨永久荷载+全跨可变荷载。
21米梯形钢屋架课程设计计算书
《钢结构设计》课程设计姓名学号专业指导老师《钢结构》课程设计任务书一、设计资料:1、某工业厂房跨度为21m,厂房总长度72m ,柱距6m 。
2、采用1.5m ×6.0m ,预应力钢筋混凝土大型屋面板,Ⅱ级防水,卷材屋面桁架,板厚 100mm ,檩距不大于 1800mm 。
檩条采用冷弯薄壁斜卷边 C 形钢 C220×75×20×2.5,屋面坡度i=l/10。
3、钢屋架简支在钢筋混凝土柱顶上,柱顶标高18.0m ,柱上端设有钢筋混凝土连系梁。
上柱截面为 400mm×400mm ,所用混凝土强度等级为 C30,轴心抗压强度设计值 fc =14.3N/mm 2。
抗风柱的柱距为 6m ,上端与屋架上弦用板铰连接。
4、钢材用 Q345-B ,焊条用 E50 系列型。
5、屋架采用平坡梯形屋架,无天窗,外形尺寸(取一半)如图 1 所示。
图1 二、屋架几何尺寸及檩条布置 1、屋架几何尺寸屋面采用1.5m ×6m 的钢筋混凝土大型屋面板和卷材屋面,采用梯形屋架;屋架上弦节点用大写字母 A, B, C…连续编号,下弦节点以及再分式腹杆节点用小写字母 a, b, c…连续编号。
由于梯形屋架跨度 L = 21m ,为避免影响使用和外观,制造时应起拱 f = L / 500 = 42mm 。
屋架计算跨度 l 0 = L - 2 ⨯ 0.15 = 21 - 2 ⨯ 0.15 = 20.7m 。
跨中高度H 0=h 0+i ⨯ l 0 /2=2935mm 。
为使屋架上弦节点受荷,腹杆采用人字式,下弦节点的水平间距取1.5m,起拱后屋架杆件几何尺寸和节点编号如图 2 所示屋架。
19901350229025902890304026132864312425302864312433901507.51507.51507.51507.51507.51507.51507.5150A ac eghBC D F GH15007=10500×图2三、支撑布置1、上弦横向水平支撑上弦横向水平支撑应设置在厂房两端的第一个柱间,且间距不宜超过60m。
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-、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: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=图三桁架计算简图本设计采用程序计算结构在单位节点力作用下各杆件的内力系数,见表一。
1、上弦杆:整个上弦杆采用相等截面,按最大设计内力IJ 、JK 计算,根据表得:N= ,屋架平面内计算长度为节间轴线长度,即:ox l =1355mm,本屋架为无檩体系,认为大型屋面板只起刚性系杆作用,不起支撑作用,根据支撑布置和内力变化情况,取屋架平面外计算长度oy l 为支撑点间的距离,即:oy l =3ox l =4065mm 。
根据屋架平面外上弦杆的计算长度,上弦截面宜选用两个不等肢角钢,且短肢相并,如图四所示:图四 上弦杆腹杆最大内力N=,查表可知,中间节点板厚度取12mm ,支座节点板厚度取14mm 。
设λ=60,根据《规范》由双边角钢组成的T 行和十字形截面均属于b 类,查Q235钢轴心受力稳定系数表,ϕ=,则需要截面积:233.6568215807.01063.1139mm f N A =⨯⨯==ϕ 需要回转半径cm cml i ox x 26.2605.135===λ,cm l i oy y 78.6605.406===λ 根据A 、x i 、y i 查角钢规格表,初选用2∟180×110×12,肢背间距a=12mm ,该截面特性如下:A=2cm , x i = ,y i =。
1512/180/1==t b 按所选角钢进行验算:71.4310.3135.5ox ===x x i l λ<[λ]=150∵1512/180/1==t b >65.12180/406556.0/56.01=⨯=b l oy∴ )1807.521240651(121807.3)7.521(7.342241221⨯⨯+⨯⨯=+=b t l t b oy yz λ =< []150λ=截面在x 和y 平面皆属b 类,由于 λλ>yz x ,只需求出y ϕ,查轴心受压杆稳定系数表得y ϕ=,则有: 45.2066740819.01139630=⨯==A N y ϕσ<2215N mm 所需截面合适。
2 、下弦杆:整个下弦杆采用同一截面,按最大设计值计算,根据表得杆de 内力最大N=。
计算长度又有:ox l =2700mm,y o l =26700/2=13350mm 。
需要截面面积2219.51m m 60.51182151100500N A cm f ====,选用 2∟⨯⨯,采用短肢相并,如图五所示:图五 下弦杆该截面特性如下:A= 6011 2mm >2mm , x i =,y i =。
长细比计算:[]35038.10682.2300i l ox =<===λλx x []35072.17082.71335i l oy=<===λλy ya a MP 215MP 08.183 60111100500A N <===σ满足要求。
3、端斜杆aB :已知杆件轴力N =,oy ox l l ==2390mm 。
因为oy ox l l =,故采用不等肢角钢,长肢相并,使x i ≈y i ,选用角钢2 ∟ 125⨯80⨯10 ,如图六所示:图六 端斜杆 则其截面特性如下:A =39422mm ,x i =,y i =对该截面验算如下:05.6039.82390i l ox ===x x λ,50.709.332390i l oy ===y y λ 又因为:34.1480/239048.0810/80/2=⨯<==t b所以:取[]15033.791023909009.1150.7009.1122422042=<=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯+⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=λλλt l b y y yz 因为:yz x λλ> ,只需求y ϕ,查轴心受压杆稳定系数表得yz ϕ=,于是有:68.2103942692.01070.5743=⨯⨯==A N y ϕσN/2mm <=f 215 N/2mm 所需截面合适。
4、腹杆eg-gK :此杆在g 节点处不断开,采用通长杆件。
最大拉力: kN N 84.140gK =,kN N eg 52.100=;最大压力: kN N 41.34gK =,kN N eg 96.37=;再分式桁架中的斜腹杆,在桁架平面内的计算长度取节间中心间距: ox l =2027mm 在桁架平面外的计算长度: mm N N l l oy 3960)96.3741.3425.075.0(4055)25.075.0(121=⨯+⨯=+= 选用 2 ∟100⨯10,如图七所示。
图七 腹杆eg-gK查角钢规格表得:A=38522mm , x i =,y i =。
对此截面验算如下:[]15046.665.302027=<===λλx x o x i l ,[]150 09.860.463960i oy l=<===λλyy 又因为:97.22100/396058.0/58.01010/100/=⨯=<==b l t b oy所以取:[]15070.88103960100475.0109.86475.01224224=<=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯+⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=λλλt l b oy y yz 因为:yz x λλ> 只需求ϕyz ,查表得yz ϕ=,于是有:压应力:a a MP 215MP 156 3852630.0379600A N y <=⨯==ϕσ,满足要求。
拉应力:MPa MPa A N 21556.363852140840<===σ,满足要求。
5.竖杆Ie :该杆件N =, l l x 8.00== ⨯2801=2241mm ,mm l l oy 2801==由于杆件内力较小,按λ=[λ ]=150选择,需要的回转半径为:mm l i ox x 9.141502241][===λ,mm l i oy y 67.181502801][===λ , 查型钢表,选用2 L 63×8,如图八所示:图八 中竖杆其截面特性为: A=19022mm , x i = , y i = 对此截面验算如下:[]1502.15119.42241i l ox =<===λλx x , []150 92.14.302801i l oy =<===λλy y因为:b/t=63/8=<oy l b=⨯63= 所以:1.92475.01224=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=λλt l b oy y yz 因为x yz λλ> ,只需求x ϕ,查表得x ϕ=,于是有:4.0A Nx ==ϕσ 其余各杆件截面选择过程不一一列出,计算结果见表二:架杆件截面选择表 表二、节点设计 用E43焊条时,角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值 160=w f f 2N/mm 。
1、下弦节点“b ”:设“Bb ”杆的肢背和肢尖焊缝f h =8mm 和6mm ,各杆件内力由表1查得 , 则所需的焊缝长度为:肢背:mm h f h N K l f w f f W 92.1938216087.021048.4557.027.02311=⨯+⨯⨯⨯⨯⨯=+⨯=',取w l '=210mm ; 肢尖:mm h f h N K l fw f f W 67.1136216067.021048.4553.027.02322=⨯+⨯⨯⨯⨯⨯=+⨯=",取`w l ''=130mm ; 设“Db ”杆的肢背与肢尖焊缝分别为8mm 和6mm ,则所需的焊缝长度为:肢背:mm h f h N K l f w f f W 51.1668216087.021031.3857.027.02311=⨯+⨯⨯⨯⨯⨯=+⨯=',取w l =180mm ; 肢尖:mm h f h N K l f wf f W 01.986216067.021031.3853.027.02322=⨯+⨯⨯⨯⨯⨯=+⨯=",取`w l =110mm ; 竖杆“Cb ”,因其内力很小,焊缝尺寸可按构造缝确定,取焊脚尺寸f h =5mm 。
根据上面求得的焊缝长度,并考虑杆件之间应有的间隙及制作和装配等误差,按比例绘出接点详图,从而确定节点板尺寸为390mm ×500mm 。
下弦杆与节点板连接的焊缝长度为500mm ,f h =6mm 。
焊缝所受的力在左右两下弦杆的内力差△N=,受力较大的肢背处的焊缝应力为:()2231160/57.996250057.021098.4417.07.02mm mm N l h N K w f f <=⨯-⨯⨯⨯⨯⨯=⨯∆=τ焊缝强度满足要求。
节点板尺寸:根据以上求得的焊缝长度,并考虑杆件之间应有的间隙和制作装配等误差,按比列作出构造详图,从而定出节点尺寸。
如图九所示图九 节点板b 尺寸2 、上弦节点“B ”:斜杆Bb 与节点板连接焊缝计算,与下弦节点b 中Bb 杆计算相同。
斜杆aB 与节点板连接焊缝计算。
设“aB ”杆肢背与与肢尖的焊缝分别为10mm 和8mm 。
又N=,则所需焊缝长度为:肢背:mm h f h N K l f wf f W 77.186102160107.021070.57465.027.02311=⨯+⨯⨯⨯⨯⨯=+⨯=',取wl '=200mm ; 肢尖:mm h f h N K l f wf f W 25.1288216087.021070.57435.027.02322=⨯+⨯⨯⨯⨯⨯=+⨯=",取`w l ''=140mm ; 为了便于在上弦上搁置大型屋面板,上弦节点板的上边缘可缩进上弦肢背8mm 。