人字形单斜式腹杆屋架钢结构设计计算书

《钢结构基本原原原理》课课程设设计任务书目录HYPERLINK\l""一、荷载及内力力力计算图1.人字形屋屋架几几何尺寸寸图图2.人字型屋屋架内内力图表1.人字型屋屋架轴轴力值图3.垂直支撑撑1--1图4.垂直支撑撑2--2图5.上弦平面面支撑撑图6.下弦平面面支撑撑一、荷载及内力力力计算（一）荷载计算算算高分子卷材防水水水00.055KNN/m2找平层层层（2mm厚）0..400KN//mm2泡沫混混混凝土保保温层层（8cm厚）0..500KN//mm2预应力力力混凝土土大型型屋面板1..400KN//mm2轧制HHH型钢檩条0..1255KNN/m2恒载总和和和2.44755KN/mm2雪荷载0..500KN//mm2积灰荷荷荷载0.330KN//m22可变荷载总和00.800KKN/mm2由于屋面坡度不不不大，对对荷载载的影响响较小小，未予予考虑虑。风荷荷载为为吸力，重重屋屋盖可不不考虑虑。（二）荷载组合合合一般考虑全跨荷荷荷载，对对跨中中部分斜斜杆（一一般为跨跨中每每侧各两两根斜斜腹杆）可可考考虑半跨跨组合合，本设设计在在计算杆杆件截截面时，将将这这些腹杆杆均按按压杆控控制长长细比，不不必必考虑半半跨荷荷载作用用情况况，只计计算全全跨满载载时的的杆件内内力。节点荷载：组合一（可变荷荷荷载效应应控制制的组合合）：：Fd=(1.222×2.44775+1..44×0.5+1.440..90.33)×4×99=138..1168KNN组合二二二（永久久荷载载效应控控制的的组合）：：Fd=(1.3335×22.4475+11..4×0..77×0.5+11..40.99××0.33)×4×99=151..553KN因此，节点荷载载载取151..553KN.（三）内力计算算算用图解法或数解解解法均可可计算算出全跨跨荷载载作用下下，屋屋架的杆杆件内内力。其其内力力设计值值见图图。二、杆件截面选选选择腹杆最大轴力为为为-5633..16KNN，查表可可知，选选用支支座节点点板厚厚t=14mm,中间节点点板板厚可为为t=12mm。（一）上弦杆截截截面设计计整个上弦不改变变变截面，按按最最大内力力计算算。Nmax=-126655.888KNN设，查Q2355钢的的稳定系系数表，可可得得（由双角角钢钢组成的T形和十字字形形截面均均属于于b类），则则需需要的截截面积积为根据需要A，，查角钢规规格格表，选选用，肢肢背间距a=122mmm，则：，，按所选角钢进行行行验算：：则=72.177，，＜故所选截面满足足足要求。（二）下弦杆截截截面设计计也不改变截面，按按最大内力计计算。Nmax=1342..02KN所需截面积为：：：选用，因≥，故故故用不等等肢角角钢，短短肢相相并，，，.符合要求填板每节间放放放两块，斜腹杆截面设计计计选取最大内力Nmax=-5633..16KNN设，查Q2355钢的的稳定系系数表，可可得得，则需要的的截截面积为为根据需要A，，查角钢规规格格表，选选用，肢肢背间距a=122mmm，则：，，350，则=79.22，，则则：，符合要要求求填填填板每节节间放放两块中间竖杆截面设设设计N=267.0077KN，lox=200ccm，loy=200cmm。设，查Q2355钢的的稳定系系数表，可可得得，则需要要的的截面积积为根据需要A，，查角钢规规格格表，选选用，肢肢背间距a=122mmm，则：，，，则=81.997，，则符合要求填板板板每节间间放三三块略大于，仍仍仍然够用用支座竖杆N=-530..336KNcm设，查Q2355钢的的稳定系系数表，可可得得，则需要要的的截面积积为:根据需要要要A，，查角钢规规格格表，选选用，肢肢背间距a=122mmm，则：，，,则=66，，则则,符合要求三、檩条的布置置置和验算算檩条受力的水平平平投影面面积49=366，未未超过60，屋面面活活荷载为0.8kknn/。檩条线荷载为：：：=1.44.0002+00.55+0..844=9..3228KNN/mmq=1.2（111.44..002+00.55）+1.440..84=1111.833KNN/m=q=11.888311..777KNN/mm弯矩设计值：KN/m选用HW2500**250***9*114其中，自重0.72KKNN/m.验算强度：为使屋面平整，檩檩条垂直于屋屋面方向的挠挠度不能超过过其允许值..四、节点设计用E43焊条时时时，角焊缝缝的的抗拉、抗抗压压和抗剪剪强度度设计值，各杆件件内内力由图1查得，最最小小焊缝长长度不不应小于于,节点板厚厚度度为10cm。 （一）下弦节点点点21、斜杆2-1116与节点的的连连接焊缝缝计算算N=490...9k，设肢背背与与肢尖的的焊角角尺寸分分别为为和。所需焊焊缝缝长度为：肢背：，取＝＝＝200mmmm肢尖：，取＝11140mmm2、斜杆2-1115与节点的的连连接焊缝缝计算算N=-563...16k，设肢背背与与肢尖的的焊角角尺寸分分别为为和。所需焊焊缝缝长度为肢背：，取＝＝＝230mmmm肢尖：，取＝＝＝160mmmm3、下弦杆与节节节点板连接接焊焊缝计算算焊缝受力力力为左右右下弦弦杆的内内力差差由斜腹杆杆焊焊缝决定定的节节点板尺尺寸，量量得实际际节点点板长度度为90cm，肢背背及及肢尖焊焊脚尺尺寸均取取为8mm，则计计算算长度lw=89.44cmm。肢背焊焊缝缝应力为:肢背：+1116=28888.6mmm，取＝300mmmm肢尖：+1116=15522.3mmm，取＝160mmmm图7.节点2上弦节点151、斜杆2-1115与节点板板连连接焊缝缝计算算NNN=-55633.166k，设肢背背与与肢尖的的焊角角尺寸分分别为为和。所需焊焊缝缝长度为肢背：，取＝＝＝230mmmm肢尖：，取＝＝＝160mmmm2、斜杆3-1115与节点板板连连接焊缝缝计算算N=305.7779kN，设肢背背与与与肢尖尖的焊焊脚尺寸寸分别别为和。所需焊缝长度度为为：肢背：，取＝＝＝130mmmm肢尖：，取＝90mmm3、上弦杆与节节节点板连接接焊焊缝计算算为了了了便于在在上弦弦上搁置置大型型屋面板板，上上弦节点点板的的上边缘缘可缩缩进上弦弦肢背背7mm。用槽焊焊缝缝将上弦弦角钢钢和节点点板连连接起来来。由由腹杆焊焊缝决决定的节节点板板的尺寸寸，实实际测的的节点点板长度度为76cmm..假定集中中荷荷载F由槽焊缝缝承承受，F=15511.533kNN，焊脚尺尺寸寸为7mm，上弦杆肢尖焊缝缝缝受力为为左右右上弦杆杆的内内力差，偏偏心心距e=166--2.5＝13.5，偏心力力矩矩M=ΔN·e=609..114×113..5=82233..39KNN·cm，采用用hf2=8mm，lw2=74cm，则对ΔN：对M：此方案满足条件件件，不需需要采采用节点点板伸伸出的方方案。图8.节点155（三）屋架端部部部支座节节点为便于施焊，下下下弦角钢钢水平平肢的底底面与与支座底底板的的距离一一般不不小于下下弦伸伸出肢的的宽度度，故可可取为为120mmm。在节点点中中心线上上设置置加劲肋肋，加加劲肋的的高度度与节点点板的的高度相相同，厚厚度同中中间节节点板为12mm。1、支座底板计计计算支座反力2、腹杆杆端焊焊焊缝计算BF杆由前面计计算算结果取肢肢肢背及肢肢尖角角焊缝尺尺寸分分别为：：mm，mm,。3、底板计算支反力Rd=44454..599KN，fc=9.6N//mmm2，所需底底板板净面积积：取锚栓直径d===24mm，锚栓栓孔孔直径为50mm，则所所需需底板面面积为为：按构造要求采用用用底板面面积为为a×b=28××28=784>523..22cm2，底板净净面面积为：：底板实际应力为为为：，查表得，，则则则所需底板厚度取20mm底板尺寸为22280×2200×2880。图9.节点1图10.底板尺尺尺寸4、加劲肋与节节节点板连接接焊焊缝计算算一个加劲肋的连连连接焊缝缝所承承受的内内力为为，，加劲肋肋高高度与节节点板板同高，厚厚度度取与中中间节节点板相相同为为12mm。采用hf=8mm，验算算焊焊缝应力力对V：对M：5、节点板、加加加劲肋与底底板板的连接接焊缝缝计算设底板连接焊缝缝缝传递全全部支