梯形钢屋架课程设计

1、精选优质文档-倾情为你奉上梯形钢屋架课程设计一、设计资料（1） 题号80，屋面坡度1：16，跨度30m，长度96m，柱距6m，地点：哈尔滨，基本风压：m,基本雪压： kN/m（2） 采用×6m预应力混凝土大型屋面板，80mm厚泡沫混凝土保护层，卷材屋面，屋面坡度i=1/16。屋面活荷载标准值，雪荷载标准值为 kN/m，积灰荷载标准值为 kN/m。（3） 混凝土采用C20，钢筋采用Q235B级，焊条采用E43型。（4） 屋架计算跨度：=30m-2×=（5） 跨中及端部高度：采用无檩体系屋盖方案，缓坡梯形屋架。 取屋架在轴线处的高度 取屋架在30m轴线处的端部高度 屋架的中间高

2、度 屋架跨中起拱按考虑，取60mm。二、结构形式与布置 屋架形式及几何尺寸如下图：梯形钢屋架支撑布置如下图：1、 荷载计算屋面荷载与雪荷载不会同时出现，计算时取较大值进行计算，故取屋面活荷载 kN/m进行计算。屋架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）按经验公式计算，跨度单位为米（m）。荷载计算表如下：荷载名称标准值（kN/m）设计值（kN/m）预应力混凝土大型屋面板×=三毡四油防水层×=找平层(厚20mm)×20=×=80厚泡沫混凝土保护层×6=×=屋架和支撑自重+×030=×=管道荷载×=永久荷载总和屋

3、面活荷载×=积灰荷载×=可变荷载总和设计屋架时，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+半跨可变荷载全跨节点永久荷载：半跨节点可变荷载：（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：半跨接点屋面板自重及活荷载：（1）、（2）为使用节点荷载情况，（3）为施工阶段荷载情况。4、内力计算 屋架在上述三种荷载组合作用下的计算简图如下:由数解法解得F=1时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).然后进行组合,如下表:杆件名称内力系数(F=1)第一种组合F×第二种组合第三种组合计算杆

4、件内力(kN)全跨左半跨右半跨F1×+F2×F1×F2×F3×F4×F3×F4×上弦AB000000000BC、CDDE、EFFG、GHHIIJ、JK下弦abbccddeef斜腹杆aBBbbDDccFFddHHeeggKgIAa0竖杆Cb、Ec-1-10Gd-1-10Jg-1-10Ie0Kf0000000005、 杆件设计（1） 上弦杆整个上弦采用等截面，按IJ、JK杆件的最大设计内力设计，即 N= 上弦杆计算长度：屋架平面内：为节间轴线长度，即屋架平面外：由于屋架为无檩体系，并且认为大型屋面板只起到刚性系杆作用，

5、根据支持布置和内力变化情况，取为支撑点间的距离，即 =3m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，如图：腹杆最大内力N= ，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，查Q235钢的稳定系数表，得（由双角钢组成的T形和十字形截面均属b类），则需要的截面积为:需要的回转半径： 根据需要A、查角钢表，选用2180×110×16，肢背间距a=12mm，则：A=，=，=验算： 由于=150，所以满足细长比要求。 因为，只需求，查表得=，则故所选截面符合要求。（2） 下弦杆整个下弦杆采用同一截面,按最大内力所在的杆计算. N

6、=,mm(因跨中有通长系杆),所需截面为:选用2180×110×12,因,故用不等肢角钢,短肢相并,如下图 故所选截面符合要求。(3) 端斜杆aB杆件轴力: N= 计算长度: 因为,故采用不等肢角钢,长肢相并,使.选用2140×90×10,则 A=， 因为，只需要求，查表得，则所以所选截面符合要求。（4）腹杆此杆可在g点处不断开，采用通杆。最大拉力： 最大压力： 在桁架平面内的计算长度取节点中心间距，在桁架平面外的计算长度：选用263×5，查表有：因>，只需求，查表得=，则符合要求（5）竖杆由于杆件内力较小，按选择，则需要的回转半径为查型

7、钢表，选截面的和较上述计算的和略大。选用263×5，其几何特征为因>，只需求，查表得=，则符合要求。（6）斜腹杆选用250×5，其几何特征为符合要求。（7）竖杆由于杆件内力较小，按选择，则需要的回转半径为选用250×5，其几何特征为因>，只需求，查表得=，则符合要求。（8）斜腹杆选用263×5，其几何特征为符合要求。 （9）斜腹杆 选用2100×10，则：A=，=，=46mm验算： 故所选截面符合要求。（10）腹杆由于杆件内力较小，按选择，则需要的回转半径为选用250×5，其几何特征为因>，只需求，查表得=，则符合要

8、求。 （11）斜腹杆 设=80，查得需要的截面积为:需要的回转半径： 根据需要A、查角钢表，选用2100×10，则：A=，=，=46mm验算：因>，只需求，查表得=，则符合要求。（12） 斜腹杆 选用290×6，则：A=2128，=，=验算： 故所选截面符合要求。（13）腹杆由于杆件内力较小，按选择，则需要的回转半径为选用250×5，其几何特征为因>，只需求，查表得=，则符合要求。（14）斜腹杆 设=80，查得需要的截面积为:需要的回转半径： 根据需要A、查角钢表，选用290×6，则：A=2128，=，=验算：因>，只需求，查表得=，则

9、符合要求。（15）腹杆由于杆件内力较小，按选择，则需要的回转半径为选用250×5，其几何特征为符合要求。 （16）腹杆选用250×5，其几何特征为因>，只需求，查表得=，则符合要求。 （17）斜腹杆 设=80，查得需要的截面积为:需要的回转半径： 根据需要A、查角钢表，选用290×6，则：A=2128，=，=验算：因>，只需求，查表得=，则符合要求。（18）腹杆选用250×5，其几何特征为因>，只需求，查表得=，则符合要求。专心-专注-专业杆件编号内力(kN)计算长度截面规格截面面积回转半径(cm)长细比容许长细比稳定系数计算应力IJ、

10、JK3002180×110×16150de30014852180×110×12350Aa250×5150aB2140×90×10150Bb2100×10350Cb250×5150bD2100×10150Dc290×6350Ec250×5150cF290×6150Fd250×5350Gd250×5132150dH290×6150He263×5150Ie263×5150eg263×5150gK41702263&

11、#215;5150Kf349349263×5200gI250×5350Jg250×51506、节点设计(1) 下弦节点b用E43型焊条,角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值。设“Bb”杆的肢背和肢尖焊缝为，则所需的焊缝长度为 设“bD”杆的肢背和肢尖焊缝，则所需的焊缝长度为设“Cb”杆的肢背和肢尖焊缝，则所需的焊缝长度为按比例绘出详图，从而确定节点板尺寸为：610mm×435mm。下弦与节点板连接的焊缝长度为61cm，=6mm。焊缝所受的力为左右两下弦杆的内力差，受力较大的肢背处的焊缝应力为焊缝强度满足要求。(2) 下弦节点c用E43型焊条,角焊缝的抗拉、

12、抗压和抗剪强度设计值。设“cD”杆的肢背和肢尖焊缝为，则所需的焊缝长度为 设“cE”杆的肢背和肢尖焊缝，因其内力较小（）则所需的焊缝长度按照构造设置为40mm。设“Cb”杆的肢背和肢尖焊缝，则所需的焊缝长度为按比例绘出详图，从而确定节点板尺寸为：590mm×370mm。下弦与节点板连接的焊缝长度为59cm，=6mm。焊缝所受的力为左右两下弦杆的内力差，受力较大的肢背处的焊缝应力为焊缝强度满足要求。(3) 下弦节点d用E43型焊条,角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值。设“dF”杆的肢背和肢尖焊缝为，则所需的焊缝长度为 设“dG”杆的肢背和肢尖焊缝，因其内力较小（）则所需的焊缝长度按照构

13、造设置为40mm。设“Cb”杆的肢背和肢尖焊缝，则所需的焊缝长度为按比例绘出详图，从而确定节点板尺寸为：280mm×530mm。下弦与节点板连接的焊缝长度为53cm，=6mm。焊缝所受的力为左右两下弦杆的内力差，受力较大的肢背处的焊缝应力为焊缝强度满足要求。(4) 下弦节点e用E43型焊条,角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值。设“eH”杆的肢背和肢尖焊缝为，则所需的焊缝长度为 设“eI”杆的肢背和肢尖焊缝，则所需的焊缝长度 设“Cb”杆的肢背和肢尖焊缝，则所需的焊缝长度为 按比例绘出详图，从而确定节点板尺寸为：265mm×530mm。下弦与节点板连接的焊缝长度为53cm，=

14、6mm。焊缝所受的力为左右两下弦杆的内力差，受力较大的肢背处的焊缝应力为焊缝强度满足要求。节点详图如图所示：（5）下弦拼接节点f拼接角钢与下弦杆的连接计算机拼接角钢总长度的确定。拼接角钢与下弦杆之间每边有4条角焊缝连接，可近似认为4条角焊缝均匀传力。拼接角钢与下弦杆的连接焊缝按下弦截面积等强度计算，即拼接角钢与下弦杆的连接焊缝最大承受的内力值为，A为下弦角钢截面总面积。则在拼接节点一边每条焊缝的计算长度为 每条焊缝的实际长度 拼接角钢的总长度 （6）上弦节点“B”“bB”杆肢背焊缝长度230mm，肢尖焊缝长度110mm。设“aB”杆的肢背和肢尖焊缝，则所需的焊缝长度为为了在上弦上搁置屋面板，节

15、点板的上边缘可缩进上弦肢背8mm。用槽焊缝把上弦角钢和节点板连接起来。槽焊逢作为两条角焊缝计算，槽焊缝强度设计值乘以的折减系数。计算时可略去屋架上弦坡度的影响，而假定集中荷载P与上弦垂直。上弦肢背槽焊缝内的应力由下面计算得上弦与节点板间焊缝长度为530mm，则上弦肢间角焊缝的切应力为<160MPa节点详图如下：（7）上弦节点“D”“bD”杆肢背焊缝长度200mm，肢尖焊缝长度100mm。“cD”杆肢背焊缝长度160mm，肢尖焊缝长度100mm。为了在上弦上搁置屋面板，节点板的上边缘可缩进上弦肢背8mm。用槽焊缝把上弦角钢和节点板连接起来。槽焊逢作为两条角焊缝计算，槽焊缝强度设计值乘以的折

16、减系数。计算时可略去屋架上弦坡度的影响，而假定集中荷载P与上弦垂直。上弦肢背槽焊缝内的应力由下面计算得上弦与节点板间焊缝长度为500mm，则上弦肢间角焊缝的切应力为<160MPa节点详图如下：（8）上弦节点“H”“dH”杆肢背焊缝长度70mm，肢尖焊缝长度50mm。“eH”杆肢背焊缝长度50mm，肢尖焊缝长度40mm。为了在上弦上搁置屋面板，节点板的上边缘可缩进上弦肢背8mm。用槽焊缝把上弦角钢和节点板连接起来。槽焊逢作为两条角焊缝计算，槽焊缝强度设计值乘以的折减系数。计算时可略去屋架上弦坡度的影响，而假定集中荷载P与上弦垂直。上弦肢背槽焊缝内的应力由下面计算得上弦与节点板间焊缝长度为4

17、50mm，则上弦肢间角焊缝的切应力为<160MPa节点详图如下：（9）上弦节点“F”“cF”杆肢背焊缝长度130mm，肢尖焊缝长度80mm。“dF”杆肢背焊缝长度100mm，肢尖焊缝长度70mm。为了在上弦上搁置屋面板，节点板的上边缘可缩进上弦肢背8mm。用槽焊缝把上弦角钢和节点板连接起来。槽焊逢作为两条角焊缝计算，槽焊缝强度设计值乘以的折减系数。计算时可略去屋架上弦坡度的影响，而假定集中荷载P与上弦垂直。上弦肢背槽焊缝内的应力由下面计算得上弦与节点板间焊缝长度为435mm，则上弦肢间角焊缝的切应力为<160MPa节点详图如下：（10）上弦节点“I”“eI”杆肢背焊缝长度50mm，

18、肢尖焊缝长度40mm。“gI”杆肢背焊缝长度40mm，肢尖焊缝长度40mm。节点详图如图所示：（11）上弦节点“J、A、C、E、G”为了在上弦上搁置屋面板，节点板的上边缘可缩进上弦肢背8mm。用槽焊缝把上弦角钢和节点板连接起来。槽焊逢作为两条角焊缝计算，槽焊缝强度设计值乘以的折减系数。计算时可略去屋架上弦坡度的影响，而假定集中荷载P与上弦垂直。上弦肢背槽焊缝内的应力由下面计算得上弦与节点板间焊缝长度为345mm，则上弦肢间角焊缝的切应力为<160MPa（12）屋脊节点“K”设拼接角钢与收压弦杆之间的角焊缝，则所需焊缝计算长度为（一条焊缝）拼接角钢的长度+弦杆杆端空隙，拼接角钢角度取720mm。上弦与节点板之间的槽焊缝，假定承受节点荷载，验算与节点“B”处槽焊缝验算方法类似，此处演算略。上弦脂尖与节点板的连接焊缝，应按上弦内力的15%计算，并考虑此力产生的弯矩。设肢尖焊缝，取节点板长度为500mm，则节点