钢结构设计作业-文档(1)

1、学专年院铜陵市电视广播大学业级2014秋 土木本科班姓 名汪鎏磷指导教师2016年5月13日、屋架形式及几何尺寸屋架跨度为24m屋架形式、几何尺寸如附图所示、支撑布置由于厂房长度有120米，故在厂房两端和中间开间设置上、 下弦横向水平支 撑和屋架两端及跨中三处设置垂直支撑。 其他屋架则在上、下弦水平支撑节间端 部设置系杆，其中屋脊和两支座处为刚性系杆，其余为柔性系杆。凡与支撑连接 的屋架编号为 WJ-1,其余屋架为WJ-2。（见下图）支撑布置图三、杆件截面设计腹杆最大内力，N=96.689KN,由屋架节点板厚度参考可知：支座节点板厚度取8mm其余节点板与垫板厚度去6mm1、上弦杆整个上弦杆采用

2、相同一截面，按最大内力计算，N=110.627KN计算长度：屋架平面内取节间轴线长度Lox =1844mm屋架平面外根据支撑，考虑到大型屋面板能起一定的支持作业，取上弦横向水平支撑的节间长度：Loy=3675mm因为2Lox loy ,故截面宜选用两个不等肢角钢，且短肢相并，见下图设入=120,查轴心受力稳定系数表，=0.437* N32需要截面积 A =127.101 X 10 / ( 0.437 X 215) =1353 mm.f*需要回转半径 ix=Lox/ 入=1844/120=1.54 cm*iy=loy/ 入=3675/120=3.06cm* * 根据需要的 A、lx、Iy查角钢型

3、钢表，初选 2 L 90 56 5, A=1442mm ix=1.59cm , iy=4.32cm。按所选角钢进行验算入 x= Lox/ 入=1844/15.9=116 V 入=150入 y= loy/ 入=3675/43.2=85 V 入=150由于 b/t=90/5=18 V 0.56loy/b=0.56 X 3675/90=22.87 贝U:入yz=入y故0 =0 x 0 =0.458，有因为 N/( 0 A)=127.101 x 103( (0.458 X 1442) =192N/miiV 215N/mrm 所选截面合适。2、下弦杆整个下弦杆采用同一截面，按最大内力计算，N=-127.

4、615KN计算长度：屋架平面内取节点间轴线长度Lox =3675屋架平面外根据支撑布置取Loy=7500mm设入=120,查轴心受力稳定系数表，=0.437* N32需要截面积 A =127.615 X 10 /215=594mm初选 2 L 9056 5, A=1442mm ix=1.59cm , iy =4.32cm。按所选角钢进行验算，取An=AN/An=-127.615 X 103/1442=-88N/mm入 x= Lox/ 入=3675/15.9=231 v 入=250 入 y= loy/ 入=7500/43.2=174 v 入=350 所选截面合适。6r.y1X-二y3、端斜杆Ba

5、已知 N=96.689KN, Lox=loy=2540mm,故采用等肢角钢使 ix = iy。初选用2L70X 5，见下图。A=1376mm ix=2.16cm, iy=3.24cm。入 x= Lox/ 入=2540/21.6=118 v 入=150 ;入 y= loy/ 入=2540/32.4=78 v 入=150。由于 b/t=70/5=14 v 0.58Loy/b=0.58 X 2540/70=21 ,则入 沪入 y1+0.475 X b4/ ( Loy2t2) =84 所以 $ = x=0.447N/( $ A)=96689/ ( 0.447 X 1376) =157N/mrii 21

6、5N/mni所选截面满足要求。填板放两块：La=84.7cm 40 ix =40 X 2.16=86.4cm4、斜杆Bb已知N=-55.79KN ，计算长度：屋架平面内取节点间轴线长度Lox=0.8 X L=0.8 X2540=2032mm屋架平面外根据支撑布置取Loy=2540mm选用2L70 X 5,见下图。A=1376mm ix=2.16cm, iy=3.24cm。3 2 2N/A=-55.79 X 10 /1376=-40.5N/mm 215N/mm入 x= Lox/ 入=2032/21.6=90 入=350 ;入 y= loy/ 入=2540/32.4=78 入=350。所选截面满足

7、要求。填板放两块，La=84.7cm 80 ix =80X 2.16=172.8cm5、中竖杆Cb已知N=19.067KN, L0=0.9 X 1906=1715.4mm,选用2L45X 5的等肢角钢，并采用十字型截面, 见下图。A=858mm ix=1.37cm,入 ox= Lo/ 入=1715.4/13.7=125 入=150 ; 所以 0 = $ x=0.4112 2N/( $ A)=19067/ ( 0.411 X 858) =54N/mm 215N/mm所选截面满足要求。填板放三块：La=47.7cm 40mm4 0.7 5 160拼接角钢总长度 L =59 X 2+4X 5=59

8、X 2+4 X 5=138mm,取 L =180mm、拼接接头每侧上弦杆与节点板的连接焊缝：节点集中力大小：Pe十2 =9.534KN ,节点板缩进5mm,肢背塞焊缝hf1 0.5t0.5 63 mm,由节点详图量得实际焊缝长度 lw =106mm ,肢背塞焊缝：焊缝计算长度|肋=106 2X 3=103mm。肢尖焊缝：焊缝计算长度|w2=110 2 X 5=102mm焊脚尺寸hf2 =5mm。 肢尖焊缝承受节间内力差N=0.15 X 110.627=16.6KN 和偏心弯矩M= N X e=16.6 X(45+5) - 1000=0.83KN m .由上面节点的计算可知此焊缝受力太小，可不用

9、验算即可满足要求。17、下弦节点 c、腹杆与节点板的连接焊缝：由于腹杆D-c与腹杆c-F的内力相等，只需计算其中一个。腹杆D-c与节点板的连接 焊缝尺寸：结果同上弦节点 D节点的计算，肢背及肢尖焊缝的焊脚尺寸hf1 hf2 5mm ,lw =80mm腹杆E-c与节点板的连接焊缝尺寸：结果同上弦节点E节点的计算，肢背及肢尖焊缝的焊脚尺寸hf1 hf2 5mm , lw =60mm、下弦杆与节点板的连接焊缝尺寸：焊缝承受的节间内力差厶 N=0.15 x 127.615=19.14KN由于内力较小焊缝尺寸可按构造取用。hf1 hf2 5mm 肢尖与肢背焊缝的实际长度 lw=60mm8、 支座节点a-

10、丁 ” I -5 r 7 -69530KN I.、端竖杆A-a ,端斜杆a-B ,及下弦杆a-b与节点板间的连接焊缝计算: 端竖杆A-a与节点板的连接焊缝尺寸与A节点相同肢背及肢尖焊缝的焊脚尺寸hf1hf2 5mm , lw=60mm。端斜杆a-B与节点板的连接焊缝尺寸与B节点相同下弦杆肢背及肢尖焊缝的焊脚尺寸hfi hf2 5mm，iw1 80mm，Iw? 80mm。a-b与节点板的连接焊缝尺寸： 焊缝承受的轴心拉力设计值由构造要求：取hf1Nab=69.938KNhf? 5mm ,，则焊缝计算长度:肢背:w1ki Nab2 0.7 hfiffw0.7 699382 0.7 5 16043.

11、7mm ；实际长度：lw Iwi 2 hfi =43.7+2 x 5=53.7mm 取 lw =80mm。肢尖：I w2k2Nab2 0.7 hf2ffw0.3 699382 0.7 5 16019mm ；由构造要求：肢尖的实际长度应为:lw =60mm。、底板计算屋架支座底板与混凝土柱用柱顶锚栓相连，锚栓预埋于柱顶。锚栓直径采用d=20mm为了便于安装时调整就位，底板上预留40mm 40mm的矩形带半圆孔；屋架就位后再加锚栓套板套住锚栓，并用工地焊缝与底板焊缝焊牢。垫板采用 一100 X 100X 20 ，孔径21mm支座反力 R 4 19.067 76.268kN，混凝土强度等级 C25,

12、 fc 11.9N/mm2, 所需底板净面积：八 76268 An11.9锚栓直径取d 20mm,，26409mm锚栓孔直径为A AnAg6409240mm则所需底板毛面积：3.14 202、 (20 40)229265mm。按构造要求采用底板面积为 面积为：2802 230084000mm9265mm ,实际底板净An 840002 (20 403.14疋)81143mm2a1b1底板实际应力:7626820.94N/mm81143,(75 6 2)2502 88mm50 72/88 41mmb141880.466,查表有0.053，则:a1单位板宽最大弯矩: 所需底板厚度：Mqa2 0.0

13、530.94 882386N/mm6M6 3864 215按构造要求取t 16mm，底板尺寸为、加劲肋与节点板竖向连接焊缝计算：加劲肋高可由节点详图量取得180mm,相同即t=8mm,所以节点板尺寸为 一 1803.3mm280 300 16。宽度为（280-2）+ 2=136mm厚度取与节点板136 8。加劲肋可视为支承于节点板的悬臂梁,承受剪力 V=R/4=76.268/4=19.067KN焊脚尺寸由构造要求采用hf验算焊缝应力：焊缝计算长度： 对V1其传递支座反力的 丄,它与节点板的连接焊缝4和弯矩 M=V b/4=19.067 X 0.30/4=1.43KN m5mm ,lw =180 40 2 X 5=130mm190672f21N /mm2 0.7 5 130f 6 1.43 10 272.5N