钢结构24米三角形屋架设计

2016 届课程设计

三角形钢屋架课程设计

说明书

学生姓名

学号

所属学院水利与建筑工程工程学院

专业土木工程

班级16-5

指导教师吴英

日期2014.12

塔里木大学教务处制

1 三角形钢屋架课程设计任务书

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。

设计题目：钢屋架 设计资料：

某厂房总长度90m ，跨度根据不同的编号号从附表中取，屋盖体系可从以下所给的类型中选取。纵向柱距6m 。

1.结构形式:钢筋混凝土柱，三角形钢屋架。柱的混凝土强度等级为C30，三角形屋面坡度i=1：

2.5L 为屋架跨度。地区计算温度高于-200C ，无侵蚀性介质，地震设防烈度为8度，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.屋架采用的钢材、焊条为：Q345钢，焊条为E50型。

3.屋盖结构及荷载

（2）有檩体系：采用型钢檩条，压型钢板作屋面板。标准值为0.58KN/m 2 荷载：

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/m 2为单位；

基本风压为0.50 KN/m 2，雪荷载为0.3 KN/m 2；保温层0.7KN/m 2；积灰荷载1.3 KN/m 2 设计内容：

1.屋架形式及几何尺寸确定

2.作屋盖结构及支撑的布置图；

3.选择钢材及焊接材料，并明确提出对保证项目的要求；

4.对钢屋架进行内力、杆件截面尺寸的计算；设计一个下弦节点、一个上弦节点、支座节点、屋脊节点及下弦中央节点。

5.绘制钢屋架施工详图。

1、屋架尺寸

屋架计算跨度：0l =l －300=24000－300=23700mm

屋面倾角：

'1

arctan

2148,sin 0.3714,cos 0.92852.5ααα==== 屋架跨中的高度为：23700

47402 2.5h mm =

=⨯ 上弦长度：0

127622cos l l mm α=

= 节间长度：'

1276221276

a mm == 节间水平投影长度：a='

a cos α=2127×0.9285=1975mm

屋架几何尺寸见图2。

图二：屋架几何尺寸（单位：mm ）

2.檩条和支撑布置

根据屋面材料的最大容许檩距，可将檩条布置于上弦节点上（见图2），檩距为节间长度。在檩条的跨中设置一道拉条。

根据厂房总长度60m ，跨度为24m ，有中级工作制吊车及第一开间尺寸5.5m 等因素，可在厂房两端的第二开间设置一道上弦横向水平支撑和下弦横向水平支撑，并在同一开间两榀相邻屋架的腹杆间设置两道垂直支撑（在跨度1／3左右处各一道，见图3）。

上弦檩条可兼做系杆，故不另设系杆，在下弦跨中央设置一道通长的柔性系杆。此外，在厂房两端的第一开间下弦各设置三道刚性系杆（见图3）。 3.3 檩条的设计

选用【12.6槽钢截面，由型钢表查得，自重12.32kg ／m ≈0.12kN m ，x W =62.13

cm ，

y W =10.23

cm ，x I =3914cm 。

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） 压型钢板：0.58×

2.127=1.23366kN m 檩条和拉条： 0.12kN m

g=1.35366kN m

k

m，没有超过602m,故屋面均布活荷载取可变荷载：（檩条受荷水平投影面积为2.217×6=12.762

kN m，大于雪荷载，故不考虑雪荷载。）

0.52

q=0.5×2.217cos =0.5×2.217×0.9285=0.99kN m

k

图三 屋面支撑布置（单位：mm ）

檩条均布荷载设计值：

q =G k g γ+Q k q γ=1.2×1.35366+1.4×0.99=3.010392kN m

x q =q cos α=3.010392×0.9285=2.795kN m y q =q sin α=3.010392×0.3714=1.118kN m 2.强度验算

弯矩设计值（见图4）：

图4 弯矩图

x M =218

x q l =1

8×2.795×26=12.5775kN m •

y M =21()82

y l

q -=18-×1.118×26()2=-1.5775kN m •

（因为在檩条的垮中设置了一道拉条）

檩条的最大应力（拉应力）位于槽钢下翼缘的肢尖处。

X

X nx M W γ+y y ny M W γ=

=⨯⨯⨯-⨯⨯⨯3

636102.102.11025775.1101.6205.1105775.12 =89.242

N mm ＜f=2152

N mm

3.刚度验算

只验算垂直于屋面方向的挠度。 荷载标准值：

k g +k q =1.35366+0.99=2.34366kN m

()k k y q g += （k g +k q ）cos α=2.34366×0.9285 =2.176kN m

v l =5385×3()K K y

x

g q EI +=1501473801103911006.26000176.23855433<⨯⨯⨯⨯⨯＝ 因有拉条，不必验算整体稳定性。故选用【12.6槽钢檩条能满足要求。

3.4屋架节点荷载计算