30m跨鋼結構屋架課程設計

1、<p><b>　　鋼結構課程設計</b></p><p>　　班 級： </p><p>　　姓 名： </p><p>　　學 號： </p><p>　　指導老師： </p><p>　　2013年

2、12月 30日</p><p><b>　　鋼結構課程設計</b></p><p>　　課程設計介紹...................................................................3</p><p>　　1、設計資料......................................

3、...................................3</p><p>　　2、設計要求.........................................................................3</p><p>　　3、主要參考資料 .................................................

4、..............3</p><p>　　課程設計內容...................................................................4</p><p>　　1、設計資料.......................................................................4</p&

5、gt;<p>　　2、荷載計算.......................................................................4</p><p>　　3、幾何尺寸及桿力系數(shù)圖...............................................4</p><p>　　4、截面設計..............

6、.........................................................5</p><p>　　4.1上弦桿.......................................................................5</p><p>　　4.2下弦桿................................

7、.......................................5</p><p>　　4.3腹桿...........................................................................6</p><p>　　5、屋架桿件選用表............................................

8、..............13</p><p>　　6、節(jié)點設計......................................................................14</p><p>　　6.1下弦節(jié)點“C'”......................................................14</p>

9、;<p>　　6.2上弦節(jié)點“B”.......................................................15</p><p>　　6.3屋脊節(jié)點“K”.......................................................16</p><p>　　6.4普通節(jié)點“C”................

10、.......................................17</p><p>　　6.5支座節(jié)點“A'”......................................................17</p><p>　　鋼結構施工圖........................................................

11、..........20</p><p>　　課程設計手算書..............................................................21</p><p>　　鋼屋蓋設計任務書（梯形屋架）</p><p><b>　　一、設計資料</b></p><p>　　某車間（或廠

12、房）跨度L，長度96m，柱距6m，屋蓋采用梯形鋼屋架，屋面材料為壓型鋼板復合板，檁條間距1.5m，屋面坡度i = 1/10，屋面活荷載標準值為0.5kN/m2，當?shù)鼗撅L壓為0.55kN/m2，屋架簡支于鋼筋混凝土柱上，混凝土強度等級C30，柱截面400mm×400mm。其他設計資料如下：</p><p><b>　　二、設計要求</b></p><p>　

13、　計算書：內容應詳盡，主要內容應包括：設計任務書，材料選擇，屋架形式、幾何尺寸，支撐布置，荷載匯集，桿件內力計算及組合，桿件截面選擇，典型節(jié)點設計（屋脊、跨中拼接節(jié)點，上下弦節(jié)點）等。</p><p>　　圖紙：應符合制圖規(guī)范及要求，表達應完整；繪制要求：主要圖面應繪制正面圖、上下弦平面圖，必要的側面圖、剖面圖，以及某些安裝節(jié)點或特殊零件的大樣圖；在圖的左上角繪制屋架簡圖，并注明桿件幾何長度（左半跨）及桿件內力設

14、計值（右半跨），圖面右側應繪制材料表及編寫有關文字說明，如鋼材型號、附加說明、焊條型號、焊接方法、質量要求等。（注：采用A1圖紙594mm×841mm）</p><p><b>　　三、主要參考資料</b></p><p>　　1. 戴國欣主編．鋼結構（第三版）．武漢：武漢理工大學出版社，2007</p><p>　　2. 夏志斌，姚

15、諫．鋼結構—原理與設計．北京：中國建筑工業(yè)出版社，2004</p><p>　　3. 張耀春主編．鋼結構設計原理．北京：高等教育出版社，2004</p><p>　　4. 汪一駿等．鋼結構設計手冊（第三版）．北京：中國建筑工業(yè)出版社，2004</p><p>　　5. 建筑結構荷載規(guī)范（GB50009—2001 ）</p><p>　　6.

16、鋼結構設計規(guī)范（GB50017—2003）</p><p>　　7. 建筑結構制圖標準（GB/T50105—2001）</p><p><b>　　鋼結構課程設計</b></p><p><b>　　一、設計資料</b></p><p><b>　　1、結構形式</b><

17、/p><p>　　某車間（或廠房）跨度30m，長度96m，柱距6m，屋蓋采用梯形鋼屋架，屋面材料為壓型鋼板復合板，檁條間距1.5m，屋面坡度i = 1/10，屋面活荷載標準值為0.5kN/m2，當?shù)鼗撅L壓為0.50kN/m2，屋架簡支于鋼筋混凝土柱上，混凝土強度等級C30，柱截面400mm×400mm。</p><p>　　2.荷載標準值（水平投影面積）</p>&l

18、t;p><b>　?、儆谰煤奢d：</b></p><p>　　永久荷載標準值 0.4KN/m2</p><p>　　屋架及支撐自重：按經(jīng)驗公式q=0.12+0.011x30KN/m=0.45KN/m</p><p><b>　　②可變荷載：</b></p><p>　　屋面活荷載標準值

19、0. 50kN/m2</p><p>　　雪荷載標準值 0.30kN/m2</p><p>　　積灰荷載標準值 0.75kN/m2</p><p>　　風壓 0.55KN/m2</p><p><b>　　二、荷載計算</b></p><p>　　根

20、據(jù)《建筑結構荷載規(guī)范》，屋面和荷載與雪荷載不會同時出現(xiàn)，計算時，取較大的荷載標準值進行計算。故取雪荷載0.50kN/m2進行計算。</p><p>　　荷 載 計 算 表</p><p>　　三、幾何尺寸及桿力系數(shù)圖</p><p><b>　　四、截面設計</b></p><p>　　腹桿最大內力－269.2k

21、N,查表7.4，選用中間節(jié)點板厚度為t=8mm，支座節(jié)點板厚度10mm</p><p>　　1、上弦桿（整個上弦不改變截面，按照最大內力計算）</p><p>　　選用2L110×8，查附表可知A=34.48 </p><p>　　按所選角鋼進行驗算： ≤ [λ]＝150</p><p>　　≤ [λ]＝

22、150滿足長細比的要求。</p><p><b>　　查表可知為b類截面</b></p><p>　　雙角鋼T型截面對稱軸y軸彎扭屈曲計算長細比</p><p><b>　　則 取</b></p><p><b>　　則</b></p><p>　　

23、填板厚度為8mm，每節(jié)間放一塊（滿足l范圍內不少于兩塊），</p><p>　　2、下弦桿(下弦也不改變截面，按照最大內力計算）</p><p>　　取 </p><p>　　連接支撐的螺栓孔中心至節(jié)點板邊緣距離約為100mm，可不考慮螺栓孔削弱</p><p>　　對于風荷載，風荷載高度變化系數(shù)為1.25，屋面迎風面體型系

24、數(shù)為－0.6，背風面為－0.5，所以負風壓設計值（垂直于屋面）為</p><p><b>　　迎風面：</b></p><p><b>　　背風面：</b></p><p>　　和垂直于水平面的分力未超過荷載分項系數(shù)取1.0時的恒荷載，故將拉桿的長細比依然控制在350以內。</p><p>　　選用

25、2L100×63×8（短肢相連),A=25.2 </p><p><b>　　滿足長細比要求</b></p><p>　　填板厚度為8mm，每節(jié)間放一塊（滿足l內至少放兩塊）</p><p><b>　　腹桿</b></p><p>　?。?）桿A-A':,

26、 </p><p>　　選用2L50×5，A=9.6 </p><p>　　按所選角鋼進行驗算： ≤ [λ]＝150</p><p>　　≤ [λ]＝150滿足長細比的要求。</p><p><b>　　則 取</b></p><p><

27、b>　　查表得</b></p><p>　　填板厚度為8mm，放兩塊，</p><p>　?。?）桿B-A':， </p><p>　　選用2L100×63×8長肢相連）查表得， </p><p>　　則 ≤ [λ]＝150</p><p>　　≤ [λ]＝

28、150滿足長細比的要求。</p><p>　　則 取，b類截面</p><p><b>　　查表得</b></p><p>　　填板厚度為8mm，放兩塊，</p><p><b>　　設計其焊縫，取</b></p><p><b>　　肢背：，取</b&g

29、t;</p><p><b>　　肢尖：，取</b></p><p>　?。?）桿B-C': ，</p><p>　　，選用2L70×7, </p><p>　　按所選角鋼進行驗算： ≤ [λ]＝150</p><p>　　≤ [λ]＝150滿足長細比的要求。

30、</p><p><b>　　則 取</b></p><p><b>　　b類截面，查表得</b></p><p>　　填板厚度8mm，放兩塊，</p><p><b>　　設計其焊縫，取</b></p><p><b>　　肢背：，取&l

31、t;/b></p><p><b>　　肢尖：，取</b></p><p>　?。?）桿D-C': ，</p><p>　　，選用2L70×7, </p><p>　　按所選角鋼進行驗算： ≤ [λ]＝150</p><p>　　≤ [λ]＝150滿足長

32、細比的要求。</p><p><b>　　則 取</b></p><p><b>　　b類截面，查表得</b></p><p>　　填板厚度8mm，放兩塊，</p><p><b>　　設計其焊縫，取</b></p><p><b>　　肢

33、背：，取</b></p><p><b>　　肢尖：，取</b></p><p>　?。?）桿D-E': ，</p><p>　　，選用2L70×5, </p><p>　　按所選角鋼進行驗算： ≤ [λ]＝150</p><p>　　≤ [λ]＝

34、150滿足長細比的要求。</p><p><b>　　則 取</b></p><p><b>　　b類截面，查表得</b></p><p>　　填板厚度8mm，放兩塊，</p><p><b>　　設計其焊縫，取</b></p><p><b&

35、gt;　　肢背：，取</b></p><p><b>　　肢尖：，取</b></p><p>　?。?)桿F-E': ，</p><p>　　，選用2L70×5, </p><p>　　按所選角鋼進行驗算： ≤ [λ]＝150</p><p>　　

36、≤ [λ]＝150滿足長細比的要求。</p><p><b>　　則 取</b></p><p><b>　　b類截面，查表得</b></p><p>　　填板厚度8mm，放兩塊，</p><p><b>　　設計其焊縫，取</b></p><p>

37、<b>　　肢背：，取</b></p><p><b>　　肢尖：，取</b></p><p>　　(7)桿F-G': ，</p><p>　　，選用2L56×5, </p><p>　　按所選角鋼進行驗算： ≤ [λ]＝150</p><p

38、>　　≤ [λ]＝150滿足長細比的要求。</p><p><b>　　則 取</b></p><p><b>　　b類截面，查表得</b></p><p>　　填板厚度8mm，放三塊，</p><p><b>　　設計其焊縫，取</b></p><

39、;p><b>　　肢背：，取</b></p><p><b>　　肢尖：，取</b></p><p>　　(8)桿: ，, 選用2L70×5, </p><p>　　按所選角鋼進行驗算： ≤ [λ]＝150</p><p>　　≤ [λ]＝150滿足長細比的

40、要求。</p><p><b>　　則 取</b></p><p><b>　　b類截面，查表得</b></p><p>　　填板厚度8mm，放兩塊，</p><p><b>　　設計其焊縫，取</b></p><p><b>　　肢背：，

41、取</b></p><p><b>　　肢尖：，取</b></p><p>　　同時桿也為2L70×5與桿設計均相同</p><p>　　(9)桿: ，, 選用2L63×5, </p><p>　　按所選角鋼進行驗算： ≤ [λ]＝150</p>&

42、lt;p>　　≤ [λ]＝150滿足長細比的要求。</p><p><b>　　則 取</b></p><p><b>　　b類截面，查表得</b></p><p>　　填板厚度8mm，放三塊，</p><p>　　(10)桿 , </p><

43、;p>　　查表選用2L63×10, </p><p>　　填板厚度8mm，放三塊，</p><p><b>　　設計其焊縫，取</b></p><p><b>　　肢背：，取</b></p><p><b>　　肢尖：，取</b></p>&

44、lt;p>　　(11)對等豎桿，,由于內力較小，采用=150選擇截面</p><p>　　, ，查表選用2L50×5,</p><p>　　填板厚度為8mm，桿放兩塊，</p><p>　　同理可算得放三塊，放三塊，放三塊,放兩塊</p><p><b>　　(12)桿 ,,</b></p&g

45、t;<p>　　選用2L63×5，填板厚度8mm，放五塊，</p><p><b>　　五、屋架桿件選用表</b></p><p><b>　　六、節(jié)點設計</b></p><p>　　重點設計“”、“B”、“”、“”、“”五個典型節(jié)點，其余節(jié)點設計類同 </p><p

46、><b>　　1、下弦節(jié)點“”</b></p><p>　　肢背與肢尖的焊縫尺寸可從表中查得，下面驗算下弦桿與節(jié)點板連接焊縫，內力差為</p><p>　　則。由斜腹桿焊縫尺寸決定節(jié)點板尺寸，量得實際節(jié)點板長度為29.5cm，設焊角尺寸，則角焊縫的計算長度為</p><p><b>　　，肢背的焊縫應力為</b>&l

47、t;/p><p><b>　　則</b></p><p><b>　　則滿足強度要求。</b></p><p><b>　　上弦節(jié)點“B”</b></p><p>　　斜腹桿的焊縫尺寸可查表得到，下面驗算上弦桿與節(jié)點板的連接焊縫</p><p>　　節(jié)點板縮

48、進8mm，肢背采用塞焊縫，承受節(jié)點荷載,可取焊角尺寸</p><p>　　，同時，Q在垂直于屋面方向的分力接近Q，取其等于Q</p><p>　　肢尖焊縫承受上弦桿內力差</p><p>　　偏心距，偏心力矩為M，則有</p><p><b>　　，可采用，則</b></p><p><b&

49、gt;　　對 </b></p><p>　　對M: </p><p><b>　　由強度公式有</b></p><p><b>　　則滿足強度要求。</b></p><p><b>　　屋脊節(jié)點“K”</b></p><

50、;p>　　桿的桿端焊縫尺寸查表可得，弦桿與節(jié)點板連接焊縫手里不大，可按照構造要求決定焊縫尺寸。在進行拼接計算時，拼接角鋼采用與上弦桿相同截面的角鋼組合， 即2L110×8，除倒棱外，設，豎肢需要切去，取，并按上弦坡度1：10熱彎。拼接角鋼與上弦連接焊縫在接頭一側的總長度為，則</p><p><b>　　，取</b></p><p&g

51、t;　　假設四條焊縫平均受力，則每條焊縫實際長度為，則</p><p><b>　　，則拼接角鋼總長度</b></p><p><b>　　，取</b></p><p><b>　　普通節(jié)點“C”</b></p><p>　　豎直角鋼與節(jié)點板的焊縫一般可按構造要求設計，在這里驗

52、算上弦桿與節(jié)點板的連接焊縫，節(jié)點板縮進8mm，肢背采用塞焊縫，承受節(jié)點荷載，取則</p><p><b>　　。</b></p><p><b>　　則滿足強度要求。</b></p><p><b>　　支座節(jié)點“”</b></p><p>　　對于桿和下弦桿的焊縫采用構造要求

53、設置，斜腹桿焊縫查表可得，以下給出底板等計算。</p><p><b>　　底板計算</b></p><p>　　支座反力,混凝土強度等級,，則所需的底板凈面積</p><p>　　選取錨栓直徑d=20mm，錨栓孔直徑為2d=40mm，則所需的底板毛面積</p><p>　　按照構造要求采用底板面積為，而墊板采用<

54、/p><p>　　，孔徑為22mm。則</p><p><b>　　底板的實際應力</b></p><p>　　相鄰三邊支撐區(qū)格，，支座節(jié)點板厚度為10mm，加勁肋厚度為8mm</p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　，查表4.8可知則<

55、;/b></p><p>　　所需的底板厚度為，t一般取20----40mm且至少為14mm，此處取t=20mm，則底板尺寸為</p><p>　　加勁肋與節(jié)點板連接焊縫計算</p><p>　　一個加勁肋的連接焊縫所承受的內力為</p><p><b>　　偏心距，則</b></p><p&g

56、t;　　加勁肋的高度、厚度取與中間節(jié)點板相同，取為353×120×8. 采用，則計算長度</p><p><b>　　對V： </b></p><p><b>　　對M： </b></p><p>　　取，則由強度公式可知</p&g