18m跨厂房普通钢屋架设计.

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18m跨度轻型屋面三角形钢屋架设计说明书

18m跨度轻型屋面三角形钢屋架设计说明书
A-1
2∟56×5
151.87
4
140
4
65
斜腹杆
B-1
∟36×4
-12.33
4
40
4
40
C-1
∟36×4
-12.33
4
40
4
40
D-1
2∟36×3
27.61
4
40
4
40
D-2
2∟36×3
-36.23
4
40
4
40
D-4
2∟36×3
27.61
4
40
4
40
E-4
∟36×4
-12.33
4
40
4
40
F-4
∟36×4
因节点C和F的几何关系、受力等完全相同,故节点详图也完全相同。
图8上弦节点C、F
上弦杆采用等边角钢组成的T形截面,肢尖角焊缝的焊脚尺寸 ,则角钢肢尖角焊缝的计算长度 。
弦杆相邻节点内力差
偏心距
引起的弯矩为:
则:
因此,肢尖焊缝安全。
④上弦节点“4”(见图9)
因上弦杆间内力差小,节点板尺寸大,故不需要再验算。
属b类截面,查表得
欧拉临界角
杆段A-B轴心压力N=160.06
=
用最大正弯矩进行验算:
用最大负弯矩进行验算时,同样
3.弯矩作用平面外的稳定验算
条件
因侧向屋支撑长度 ,故应验算上弦杆的A-B-C段在弯矩作用平面外的稳定性。
截面影响系数 ,等效弯矩系数
轴心压力
计算长度
属b类截面,查表得
用最大正弯矩进行验算
每一节间填板数量
填板尺寸
上弦杆

18m跨厂房普通钢屋架设计..

18m跨厂房普通钢屋架设计..

课程设计任务书课程名称:钢结构设计原理设计题目:某梯形钢屋架设计专业层次:土木工程(本科)班级:姓名:学号:指导老师:2 0 14年1 2 月目录1、设计资料 (1)1.1结构形式 (1)1.2屋架形式及选材 (2)1.3荷载标准值(水平投影面计) (2)2、支撑布置 (2)2.1桁架形式及几何尺寸布置 (2)2.2桁架支撑布置如图 (4)3、荷载计算 (5)4、内力计算 (6)5、杆件设计 (8)5.1上弦杆 (8)5.2下弦杆 (9)5.3端斜杆A B (10)5.4腹杆 (10)5.5竖杆 (15)5.6其余各杆件的截面 (17)6、节点设计 (18)6.1下弦节点“C” (18)6.2上弦节点“B” (19)6.3屋脊节点“H” (20)6.4支座节点“A” (22)6.5下弦中央节点“H” (24)参考文献 (25)图纸 (25)1、设计资料1.1、结构形式某厂房跨度为18m,总长90m,柱距6m,采用梯形钢屋架、1.5×6.0m预应力混凝土大型屋面板,屋架铰支于钢筋混凝土柱上,上柱截面400×400,混凝土强度等级为C30,屋面坡度为10i。

地区计算温度高于-200C,无侵蚀性介质,地震设防烈度为7:1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。

1.2、屋架形式及选材屋架跨度为18m,屋架形式、几何尺寸及内力系数如附图所示。

屋架采用的钢材及焊条为:设计方案采用Q345钢,焊条为E50型。

1.3、荷载标准值(水平投影面计)①静荷载:预应力混凝土大型屋面板(包括嵌缝) 1400N/m2二毡三油加绿豆沙防水层 400N/m2水泥砂浆找平层2cm厚 400N/m2保温层 1000N/m2支撑自重 70N/m2②活荷载:屋面活荷载标准值: 700N/m2雪荷载标准值: 400N/m22、支撑布置2.1桁架形式及几何尺寸布置如下图2.1、2.2、2.3所示199013502290259028903402613286431242530286431243391507.51507.51507.51507.51507.51507.51507.5150A a c e g hB C D F G H15007=10500× 图2.1 18米跨屋架几何尺寸A a +4.1000.000-7.472-11.262-12.18-12.18-7.684-4.409-1.572+.713+5.808+2.792+.328-1.0-1.0-1.0-0.5+9.744+11.962+11.768c e g hB C D E F GH0.51.01.01.01.01.01.01.0图2.2 18米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值A a c e g g 'e 'c 'a '+3.0100.000-5.310-7.339-6.861-5.319-3.923-2.1620.0-5.641-2.633-0.047+1.913+1.367+1.570+1.848+3.960+1.222-1.039-1.20-1.525-1.776-2.43-1.0-1.0-1.00.000.000.00-0.5+6.663+7.326+5.884+4.636+3.081+1.090B C D E F GH G 'F 'E 'D 'C 'B 'A '0.51.01.01.01.01.01.01.0图2.3 18米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值2.2桁架支撑布置桁架形式及几何尺寸在设计任务书中已经给出,桁架支撑布置如图1.1所示。

18米跨度钢结构课程设计

18米跨度钢结构课程设计

1 设计资料梯形屋架,建筑跨度为18m,端部高度为1.99m,跨中高度为2.89m,屋架坡度i=1/10,屋架间距为6m,屋架两端支撑在钢筋混凝土柱上,上柱截面400mm×400mm,混凝土采用C。

屋架上、下弦布置有水平支撑和竖向支撑(如20图1-1所示)。

屋面采用 1.5×6m预应力钢筋混凝土大型屋面板,120mm厚珍珠岩(3r )的保温层,三毡四油铺绿豆沙防水层,20mm厚水泥砂浆找平kg350m/层,屋面雪荷载为2kN,钢材采用3号钢。

.0m30/2 荷载计算2.1 永久荷载预应力钢筋混凝土大型屋面板: 2/68.14.12.1m kN =⨯ 三毡四油防水层及及找平层(20mm ): 2/912.076.02.1m kN =⨯ 120mm 厚泡沫混凝土保温层: 2/504.042.02.1m kN =⨯ 屋架自重和支撑自重按经验公式(跨度l=18m )2/32181.12.11.12.1m kg l P w ≈⨯+=+= 2/384.032.02.1m kN =⨯2.2 可变荷载屋面雪荷载: 2/77.055.04.1m kN =⨯2.3 荷载组合永久荷载可变荷载为主要荷载组合,屋架上弦节点荷载为:[]kN F 25.3865.177.0)384.0504.0912.068.1(=⨯⨯++++=3 内力计算桁架杆件的内力,在单位力作用下用图解法(图2-1)求得表3-1。

表3-14 截面选择4.1 上弦杆截面选择上弦杆采用相同截面,以最大轴力G-⑨杆来选择:kN N 266.348max -= 在屋架平面内的计算长度cm l ox 8.150=,屋架平面外的计算长度cm l oy 5.301=。

选用两个不等肢角钢6801002⨯⨯L ,长肢水平。

截面几何特性(长肢水平双角钢组成T 形截面,节点板根据腹杆最大内力选用板厚8mm ):2274.21cm A = cm i cm i y x 61.4,40.2==1508.6240.28.150<===x ox x i l λ 7922.0=x ϕ 1504.6561.48.150<===yoy y i l λ 778.0=y ϕ 截面验算:22min /215/4.2104.2127778.0348266mm N f mm N AN=<=⨯=ϕ大型屋面板与上弦焊牢,起纵横向水平支撑作用,上弦杆其他节间的长细比和稳定验算均未超过上述值。

18m跨钢屋架结构课程设计 概述说明

18m跨钢屋架结构课程设计 概述说明

18m跨钢屋架结构课程设计概述说明1. 引言1.1 概述本长文旨在介绍一项钢屋架结构课程设计,该设计的主题为18m跨钢屋架结构。

通过该课程设计,我们将深入探讨钢屋架结构的设计原理和过程,并通过实际分析和计算来完成一个具体案例的设计。

1.2 文章结构本文共分为五个部分:引言、正文、第一部分-钢屋架结构设计、第二部分-18m 跨钢屋架结构设计过程以及结论与总结。

引言部分将对全文进行概述说明,为读者提供整体了解。

正文部分将详细介绍钢屋架结构相关知识,并分析18m跨钢屋架的设计要点。

第一部分和第二部分将侧重于具体的学习内容和实际应用,包括环境分析、材料选择、静力分析等。

最后,在结论与总结中将对本课程设计的成功之处和不足之处进行评估,并总结该课程设计对学生的意义。

1.3 目的本篇文章的目的是向读者介绍18m跨钢屋架结构课程设计,并提供相关概述说明,使读者能够对本课程设计有一个整体的认识。

通过完成这篇文章,读者将能够了解钢屋架结构设计的基本原理和过程,并能掌握静力分析和设计计算的方法,从而应用于实际工程项目中。

此外,本课程设计还将培养学生的团队合作能力、解决问题的能力以及对建筑结构安全性的认知。

2. 正文在本课程设计中,我们将针对一个18m跨钢屋架结构进行设计和分析。

本文旨在介绍该课程设计的整体概述以及涉及的主要内容。

首先,我们将通过引言部分来引入这个课程设计的背景和目标。

在1.1小节中,我们将提供对本课程设计的总体概述,包括选题的原因和重要性。

在1.2小节中,我们将详细介绍文章的结构和篇章安排,以帮助读者更好地理解全文内容。

最后,在1.3小节中,我们将明确本课程设计的目的和预期成果。

接下来,在第三部分中,我们将详细介绍钢屋架结构设计的相关知识。

在3.1小节中,我们将简要介绍跨钢屋架结构并阐述其特点和应用领域。

随后,在3.2小节中,我们将提出一些设计要点和注意事项,以便读者能够理解如何有效地进行钢屋架结构设计。

18米跨度钢结构带节点详图

18米跨度钢结构带节点详图

一、设计资料:1.某厂房总长度60m ,跨度为18m.,柱距6m 。

车间内设有两台30/5吨中级工作制吊车。

屋架端高1900mm,屋面坡度为1/10,置于钢筋混凝土柱上,上柱截面400x400,柱的混凝土强度等级为C25,无檩屋盖体系,采用1.5×6.0m 。

计算最低温度-200C 。

采用1.5×6.0m 预应力混凝土大型屋面板和卷材屋面。

二、结构形式与布置图:屋架支撑布置图如下图所示。

02279a.18米跨屋架(几何尺寸)b.18米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值Aacege'c'a'+2.5370.000-4.371-5.636-4.551-3.357-1.8500.00-4.754-1.862+0.615+1.17+1.344+1.581+3.158+0.540-1.632-1.305-1.520-1.748-1.0-1.0+0.4060.000.00-0.5+5.325+5.312+3.967+2.637+0.933BC DE FGF 'E 'D 'C 'B 'A '0.5 1.0 1.01.01.0 1.0 1.0c . 18米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值四、荷载计算与组合1、荷载计算预应力混凝土大型屋面板 1.40kN/㎡×1.35=1.89kN/m 2 三毡四油防水层 0.4kN/㎡×1.35=0.54kN/m 2 找平层(20mm 厚) 0.4kN/㎡×1.35=0.54kN/m 2 泡沫混凝土保温层 (80mm ) 0.48kN/㎡×1.35=0.648kN/m 2 钢屋架和支撑自重 (0.12+0.011×30)×1.35=0.608kN/㎡ 管道荷载 0.1×0.35=0.135 kN/㎡ 永久荷载总和 4.361 kN/㎡屋面活荷载 0.5×1.4=0.7kN/㎡ 积灰荷载 0.5×1.4=0.7kN/㎡ 可变荷载总和 1.4 kN/㎡2、荷载组合计算屋架杆内力时,应考虑如下三种荷载组合:1全跨永久荷载+全跨可变荷载F=(4.361+1.4)×1.5×6=51.849kN2全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨节点永久荷载:F1=4.361×1.5×6=39.249 kN半跨节点可变荷载:F2=1.4×1.5×6=12.6 kN3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:F3=0.608×1.5×6=5.47kN半跨节点屋面板自重及活荷载:F4=(1.89+0.5)×1.5×6=21.51 kN四、杆件截面设计腹杆最大内力,N=448.43kN(压),由屋架节点板厚度参考可知:支座节点板刚度取12mm;其余节点板与垫板厚度取10mm。

18梯形屋架计算书

18梯形屋架计算书

课程设计任务书课程名称:实践时间:班级:姓名:学号:指导教师:年月日钢结构课程设计任务书一、题目某厂房总长度72m,跨度为18m,屋盖体系为无檩屋盖。

纵向柱距6m。

1.结构形式:钢筋混凝土柱,梯形钢屋架。

柱的混凝土强度等级为C30,屋面坡度i=L/10;L为屋架跨度。

地区计算温度高于-200C,无侵蚀性介质,屋架下弦标高为18m。

2.屋架形式及荷载:屋架形式、几何尺寸及内力系数(节点荷载P=1.0作用下杆件的内力)如附图所示。

屋架采用的钢材、焊条为:Q345钢,焊条为E50型。

附图(a) 18米跨屋架(b)18米跨屋架全跨单位荷载几何尺寸作用下各杆件的内力值(c) 18米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值二、设计内容1.屋架形式、尺寸、材料选择及支撑布置根据车间长度、屋架跨度和荷载情况,设置上、下弦横向水平支撑、垂直支撑和系杆,见下图。

因连接孔和连接零件上有区别,图中给出W1、W2和W3 三种编号(a)上弦横向水平支撑布置图(b)屋架、下弦水平支撑布置图1-1、2-2剖面图2.荷载计算三毡四油防水层0.4 kN/m2水泥砂浆找平层0.4kN/m2保温层0.45kN/m2预应力混凝土屋面板 1.4kN/m2屋架及支撑自重0.12+0.011L=0.318kN/m2恒荷载总和 2.968kN/m2活荷载0.7kN/m2积灰荷载0.7kN/m2可变荷载总和 1.4kN/m2屋面坡度不大,对荷载影响小,未予以考虑。

风荷载对屋面为吸力,重屋面可不考虑。

3.荷载组合1.全跨永久荷载+全跨可变荷载可变荷载效应控制的组合:F=(1.2×2.968+1.4×0.7+1.4×0.9×0.7)×1.5×6=52.59kN 永久荷载效应控制的组合:F’=(1.35×2.968+1.4×0.7×0.7+1.4×0.9×0.7)×1.5×6=54.43kN 故F=54.43KN2.全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨永久荷载设计值:F1=1.35×2.968×1.5×6=36.06kN半跨可变荷载设计值:F2=(1.4×0.7+1.4×0.9×0.7)×1.5×6=16.76kN屋架杆件内力组合表4. 截面选择按腹杆最大内力N=-353.9kN查表选用中间节点板厚度t=10mm,荷载支座节点板厚度t=12mm。

最新18米跨度钢结构课程设计-示例

最新18米跨度钢结构课程设计-示例

18米跨度钢结构课程设计-示例钢结构课程设计示例附录A 梯形钢屋架设计示例-、设计资料某一单层单跨工业长房。

厂房总长度为120m,柱距6m,跨度为18m。

车间内设有两台中级工作制桥式吊车。

该地区冬季最低温度为-20℃。

屋面采用1.5m×6.0m预应力大型屋面板,屋面坡度为i=1:10。

上铺120mm厚泡沫混凝土保温层和三毡四油防水层等。

屋面活荷载标准值为0.7kN/㎡,雪荷载标准值为0.5kN/㎡,积灰荷载标准值为0.75kN/㎡。

屋架采用梯形钢屋架,其两端铰支于钢劲混凝土柱上。

柱头截面为400mm×400mm,所用混凝土强度等级为C20。

根据该地区的温度及荷载性质,钢材采用Q235B,其设计强度f=215kN/㎡,焊条采用E43型,手工焊接。

构件采用钢板及热轧钢劲,构件与支撑的连接用M20普通螺栓。

屋架的计算跨度:Lo=18000-2×150=17700mm,端部高度:h=2000mm(轴线处),h=2015mm(计算跨度处),中部高度2900mm。

二、结构形式与布置屋架形式及几何尺寸见图A-1所示。

图A-1 屋架形式及几何尺寸屋架支撑布置见图B-2所示。

符号说明:GWJ-(钢屋架);SC-(上弦支撑):XC-(下弦支撑); CC-(垂直支撑);GG-(刚性系杆);LG-(柔性系杆)图A-2 屋架支撑布置图三、荷载与内力计算1.荷载计算荷载与雪荷载不会同时出现,故取两者较大的活荷载计算。

永久荷载标准值防水层(三毡四油上铺小石子) 0.35kN/㎡找平层(20mm厚水泥砂浆) 0.02×20=0.40kN/㎡保温层(120mm厚泡沫混凝土) 0.12×6=0.70kN/㎡预应力混凝土大型屋面板 1.40kN/㎡钢屋架和支撑自重 0.12+0.011×18=0.318kN/㎡管道设备自重 0.10 kN/㎡总计 3.068kN/㎡可变荷载标准值雪荷载 0.75kN/㎡积灰荷载 0.50kN/㎡总计 1.25kN/㎡永久荷载设计值 1.2×3.387=4.0644 kN/㎡(由可变荷载控制)可变荷载设计值 1.4×1.25=1.75kN/㎡2.荷载组合设计屋架时,应考虑以下三种组合:组合一全跨永久荷载+全跨可变荷载屋架上弦节点荷载 P=(4.0644+1.75) ×1.5×6=52.3296 kN组合二全跨永久荷载+半跨可变荷载屋架上弦节点荷载P=4.0644×1.5×6=36.59 kN1P=1.75×1.5×6=15.75 kN2组合三全跨屋架及支撑自重+半跨大型屋面板重+半跨屋面活荷载屋架上弦节点荷载P=0.417×1.2×1.5×6=4.5 kN3P=(1.4×1.2+0.75×1.4) ×1.5×6=24.57 kN43.内力计算本设计采用程序计算杆件在单位节点力作用下各杆件的内力系数,见表A-1。

某18米门式刚架厂房结构cad设计图

某18米门式刚架厂房结构cad设计图
屋盖支撑布置图LG2LG211535A150LG-1连接方式-160x160x1050303050YG%%C30×2.0 焊管%%c10XGxLG-1%%c10JC-115x150x1050201502075JC1JC23JCJC屋盖结构布置图-95x60x10@150060002L75x50x54JCJC5XG1JCXG1JC%%c10LG2%%c14x18椭圆孔50LG-16JCYG1XG1YG1LG2XG1LG2YG1JC7SC-1LG-1%%c14孔JCL50x48LG-198LG-1%%u檩条、墙梁(LT)断面ABCDBCD1LG2LG2LG2LG2JCJCJCJCJCJCJCJCJCJCJCJCJCJCJCJCJCJCJCJCJCJCJCJCJCJCJCJCJCJCJCJCJCJCJCJCJCJCJCJCJCJCJCJCJCLT1123C-150-18(下)C-150-09(上)415M3636JCLG2JCLG2LG2LG2JCJCLG2JCJCLG2LG2LG2LG2JCLG2JCLG2GJ-1SC-1SC-1LG-1LG-1JCYG1XG1YG1LG2LG2XG1JCLG2SC-1LG-1LG-1GJ-1LG-1GJ-1GJ-1LG-1LG-1LG-1%%U平面图6C-150-09(上)C-150-18(下)78M363698M-10-15高1600mmZC-1ZC-1C-36-09(上)1ZC-1G[n]=1t S=12ZC-1C-36-09(上)工字钢I22aC640-09(上)C640-18(下)工字钢I22a!1 -!$12 立面图屋面角隅撑安装节点屋盖结构布置图厂 房角隅撑JC4M12螺栓10LG-111LG-1A250825275185518000GJ-11:50 60606-6334686407-71075754010350-250x370x20656065602504M2066E43厂 房GJ-1详图68GZ-181852752554512560447430530340160433487132166116106232425-122X10-89X10-89X101819202122-290X20-140X6-120X8-100X7-89X101314151617-332X6-250X20-250X8-200X18-200X181.60.80.7164825.43.25.915.51.13.32.70.92844431.08.413.110.73.759.922.07.012.215.01424259.987.914.048.630.02-2641251-1-122X10166孔-89X101327M20d=22.0451002213124580221248-250X20560641259454552100-89X1011652100125125215215-200X184307454545d=22.0M20孔-89X1011673-3176-89X10106-200X184545521005307521004-426522.0孔d=M20-89X101067454517626593145-290X2034032.0M27孔d=M271701705-5-80X2029.0孔d=807938°1451065252-89X10100100-89X1022.0孔d=M201062. 材料:钢板及型钢为Q235钢,焊条为 系列焊条;7. 钢结构的制作和安装需按照钢结构工程施工及验收规范5. 图中未注明的角焊缝最小厚度为 mm,一律满焊;4. 柱脚基础混凝土强度等级为C20,锚栓钢号为Q235钢; 连接接触面的处理采用钢丝刷清除浮锈;3. 构件的拼接连接采用10.9级摩擦型高强度螺栓, (GB50205)的有关规定进行施工;6. 对接焊缝的焊缝质量不低于二级;1. 本设计按钢结构设计规范(GBJ17-88)和门式刚架轻型房屋钢结 构技术规程(CECS102:98)进行设计;说明:451251252152157454545-200X184307SC-1SC-1GJ-1SC-1LG-1GZ-1GJ-1GZ-1LG-1LG-1SC-1LG-1BCD平立面图10C-150-18(下)C-150-09(上)11厂 房1AB基础平面图23411136000152221142320555822142223465437516242422241624789172517254450025193003004251500ZC-1ZC-112CDA%%u1 - 1屋架梁77100567-10剖立剖面图及基础平面图厂 房ZC-12块均布-140X60X8单重材 料 表604M2060-300x370x201006-12111500111213161625252525332558260004106222314450015001500437520131523212214零件编号构件编号长 度(mm)规 格数量正反长 度材 料 表(mm)595055646017407541454155451544644514414444634513891012GJ-111-200X8-333X6-200X8-200X8-200X834567-433X6-200X8-200X8-418X6-200X8注重 量(kg)共重总重构件编号零件编号12规 格-250X8-250X856.159.952.156.156.71111156.159.952.156.156.7102.651.252.163.356.722121205.1102.452.1126.656.71527.1重 量(kg)共重93.487.3数量正反22单重186.8174.7总重注D2-L125X80X8(长边相连)-140X60X8-140X60X82块均布2块均布-102-L125X80X8(长边相连)2-L125X80X8(长边相连)15015-82块均布-140X60X81-3.0厚钢板玻璃胶密封排水管%%c100X1.2支架@1500L50x5角钢玻璃胶密封35080300200140%%u墙梁与柱连接墙梁间距不大于1500mm4M1250140301001603ห้องสมุดไป่ตู้906060-440X20908-8d=80-80X2027M孔29670150150245%%D孔d=13.06030196000660001500060006600018000600011560001000140090012001800150060006000360030014009006005490600060006000202020025020020200\A1\A1\A11775057505005006000120400251202555553501800120014009001200180006000600060001800060006000600015006000600060006000600015000600060001500600036006000150012001200150060006000120060003600150012006000150050010001000L803030L80806000600060006000L60606000L306000253060006000502.012016020206000600060006000600018000150006000中国专业人士的网络家园;因为专业,所以完美市场部:ivpmarket@ 技术部:ivptech@网易 NetEase电气在线 编辑部:ivpinfo@==中国专业人士的网络家园;因为专业,所以完美市场部:ivpmarket@ 技术部:ivptech@网易电气在线电气设计信息网 编辑部:ivpinfo@==中国专业人士的网络家园;因为专业,所以完美市场部:ivpmarket@ 技术部:ivptech@网易土木在线电气设计信息网 编辑部:ivpinfo@==中国电气行业网络家园;因为专业,所以完美市场部:ivpmarket@ 技术部:ivptech@网易 NETEASE 网易-电气 编辑部:ivpinfo@==中国电气行业网络家园;因为专业,所以完美市场部:ivpmarket@ 技术部:ivptech@网易 NETEASE 网易-电气 编辑部:ivpinfo@==编辑部:ivpinfo@本图纸由浩辰ICAD软件提供技术支持网易 电气 中国电气行业网络家园;因为专业,所以完美网易 NETEASE ==编辑部:ivpinfo@本图纸由浩辰ICAD软件提供技术支持中国建筑行业网络家园;因为专业,所以完美网易 建筑 网易 NETEASE ==编辑部:ivpinfo@本图纸由浩辰ICAD软件提供技术支持中国建筑行业网络家园;因为专业,所以完美网易 结构 网易 NETEASE ==
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课程设计任务书课程名称:钢结构设计原理设计题目:某梯形钢屋架设计专业层次:土木工程(本科)班级:姓名:学号:指导老师:2 0 14年1 2 月目录1、设计资料 (1)1.1结构形式 (1)1.2屋架形式及选材 (2)1.3荷载标准值(水平投影面计) (2)2、支撑布置 (2)2.1桁架形式及几何尺寸布置 (2)2.2桁架支撑布置如图 (4)3、荷载计算 (5)4、内力计算 (6)5、杆件设计 (8)5.1上弦杆 (8)5.2下弦杆 (9)5.3端斜杆A B (10)5.4腹杆 (10)5.5竖杆 (15)5.6其余各杆件的截面 (17)6、节点设计 (18)6.1下弦节点“C” (18)6.2上弦节点“B” (19)6.3屋脊节点“H” (20)6.4支座节点“A” (22)6.5下弦中央节点“H” (24)参考文献 (25)图纸 (25)1、设计资料1.1、结构形式某厂房跨度为18m,总长90m,柱距6m,采用梯形钢屋架、1.5×6.0m预应力混凝土大型屋面板,屋架铰支于钢筋混凝土柱上,上柱截面400×400,混凝土强度等级为C30,屋面坡度为10i。

地区计算温度高于-200C,无侵蚀性介质,地震设防烈度为7:1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。

1.2、屋架形式及选材屋架跨度为18m,屋架形式、几何尺寸及内力系数如附图所示。

屋架采用的钢材及焊条为:设计方案采用Q345钢,焊条为E50型。

1.3、荷载标准值(水平投影面计)①静荷载:预应力混凝土大型屋面板(包括嵌缝) 1400N/m2二毡三油加绿豆沙防水层 400N/m2水泥砂浆找平层2cm厚 400N/m2保温层 1000N/m2支撑自重 70N/m2②活荷载:屋面活荷载标准值: 700N/m2雪荷载标准值: 400N/m22、支撑布置2.1桁架形式及几何尺寸布置如下图2.1、2.2、2.3所示199013502290259028903402613286431242530286431243391507.51507.51507.51507.51507.51507.51507.5150A a c e g hB C D F G H15007=10500× 图2.1 18米跨屋架几何尺寸A a +4.1000.000-7.472-11.262-12.18-12.18-7.684-4.409-1.572+.713+5.808+2.792+.328-1.0-1.0-1.0-0.5+9.744+11.962+11.768c e g hB C D E F GH0.51.01.01.01.01.01.01.0图2.2 18米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值A a c e g g 'e 'c 'a '+3.0100.000-5.310-7.339-6.861-5.319-3.923-2.1620.0-5.641-2.633-0.047+1.913+1.367+1.570+1.848+3.960+1.222-1.039-1.20-1.525-1.776-2.43-1.0-1.0-1.00.000.000.00-0.5+6.663+7.326+5.884+4.636+3.081+1.090B C D E F GH G 'F 'E 'D 'C 'B 'A '0.51.01.01.01.01.01.01.0图2.3 18米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值2.2桁架支撑布置桁架形式及几何尺寸在设计任务书中已经给出,桁架支撑布置如图1.1所示。

其中考虑到厂房内有桥式吊车2台150/30t(中级工作制 ),锻锤为2台5t ,布置下弦纵向水平支撑。

×桁架下弦支撑布置图垂直支撑桁架及桁架上弦支撑布置垂直支撑图桁架支撑布置图符号说明:SC 上——上弦支撑;XC ——下弦支撑;CC ——垂直支撑;GG ——刚性系杆;LG ——柔性系杆3、荷载计算屋面活荷载与雪荷载不会同时出现,从资料可知屋面活荷载大于雪荷载,故取屋面活荷载计算。

沿屋面斜面分布的永久荷载应乘以005/12=+cos=α换算为沿水平投影面1010.1/1分布的荷载。

标准永久荷载值:预应力混凝土大型屋面板: 1.005×1.4=1.407 kN/m2二毡三油加绿豆沙防水层: 1.005×0.4=0.402 kN/m2水泥砂浆找平层2cm厚: 1.005×0.4=0.402 kN/m2保温层: 1.005×1 =1.005 kN/m2屋架及支撑自重: 0.12+0.011×21=0.351kN/m2共 3.567 kN/m2可变荷载标准值:屋面活荷载标准值(大于雪荷载):0.7 kN/m2雪荷载标准值: 0.4 kN/m2共 1.1 kN/m2 设计桁架时,应考虑以下三种荷载组合:3.1、全跨静荷载+全跨活荷载(按活荷载为主控制的组合)全跨节点活荷载设计值:F=(1.35×3.567 +1.4×0.7×0.7+1.4×0.9×0.4)×1.5×6=54.05kN其中屋面活荷载分享系数为1.4 组合系数为0.7;机会荷载为1.4;3.2、全跨静荷载+半跨活荷载全跨节点静荷载设计值:对结构不利时:F=1.35×3.567×1.5×6=44.34 kN(按静荷载为主的组合)1.1=1.2×3.567×1.5×6=38.52 kN/(按活荷载为主的组合)F1.2对结构有利时:F=1.0×3.567×1.5×6=32.10 kN1.3半跨节点活荷载设计值:=1.4×(0.7×0.7+0.9×0.4)×1.5×6=7.65 KN(按静荷载为主的组合) F2.1F=1.4×(0.7+0.9×0.4)×1.5×6=9.54 KN(按活荷载为主的组合)2.23.3、全跨桁架包括支撑+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载(按可变荷载为主控制的组合)全跨节点桁架自重设计值:对结构不利时:F 3 .1=1.2×0.351×1.5×6=3.79 kN对结构有利时:F 3 .2=1.0×0.351×1.5×6=3.16 kN半跨节点屋面板自重及活荷载设计值:F 4=(1.2×1.4+1.4×0.7)×1.5×6=23.94 kN图2.1 桁架计算简图(c)(b)(a)3.1、3.2为使用阶段荷载情况,3.3为施工阶段荷载情况。

4、内力计算F=1的桁架各杆件内力系数(F=1作用于全跨、左半跨和右半跨)已经给出。

求出各种荷载情况下的内力进行组合,计算结果见表4.1。

表4.1 桁架杆件内内力组合表杆件名称内力系数(F=1)内力组合计算杆件内力/kN 全跨左半跨荷载第一种组合F×①第二种组合第三种组合左半跨右半跨F1.i×①+F2.i×②F1.i×①+F2.i×③F3.i×①+F4×②F3.i×①+F4×③上弦杆AB 0 0 0 0 0 0 0 0 0 BC,CD -7.472 -5.310 -2.162 -493.750 -493.750 DE,EF -11.262 -7.339 -3.923 -744.193 -744.193 FG,GH -12.180 -6.861 -5.319 -804.854 -804.854下弦杆ac 4.100 3.010 1.090 270.928 270.928 ce 9.744 3.663 3.081 643.884 643.884 eg 11.962 7.326 4.636 790.449 790.449 gh 11.768 5.884 5.884 777.629 777.629斜腹杆aB -7.684 -5.641 -1.748 -507.759 -507.759 Bc 5.808 3.960 1.581 383.793 383.793cD -4.409 -2.633 -1.520 -291.347 -291.347 De 2.792 1.222 1.344 184.495 184.495eF -1.572 -0.047 -1.505 -102.556 -102.556 Fg 0.328 -1.039 1.367 21.674 -7.53(F1.1,F2.1)43.41(F1.1,F2.2)-25.13(F3.2,F4)34.17(F3.1,F4)43.41,-25.13 gH 0.713 1.913 -1.200 47.115 77.269(F1.2,F2.2) 3.516(F1.2,F2.1)48.499(F3.1,F4)-26.48(F3.2,F4)77.269,-26.48竖杆Aa -0.500 -0.500 0.000 -33.04 -33.04Cc -1.000 -1.000 0.000 -66.08 -66.08Ee -1.000 -1.000 0.000 -66.08 -66.08Gg -1.000 -1.000 0.000 -66.08 -66.08Hh 0 0 0 0 075、杆件设计5.1上弦杆整个上弦架采用等截面,按FG 、GH 杆件之最大设计内力设计。

(受压)N N -876960-876.96==上弦杆计算长度:在桁架平面内,为节间轴线长度:cm l ox 75.150=在桁架平面外,根据支承布置及内力变化情况,取:cm cm l oy 25.45275.1503=⨯=因为ox oy l l 3=,故截面宜采用两个不等肢角钢,短肢相并(图5.1)腹杆最大内力N=553.248kN ,查表9.6.4,节点版厚度选用10mm ,支座节点板厚度用12mm 。

设λ=60查附录4得807.0=ϕ。

需要截面积: 2238.5054/215807.0876960mm mm N N f N A =⨯==ϕ 需要的回转半径:2.51cm 6075.150===λoxx l i ,cm 54.76025.452===λoy y l i 根据需要的A ,ix ,iy查角钢规格表(附录8),选用101001602⨯⨯L ,263.50cm A =,cm i x 97.4=,cm i y 70.7=,1610/160/1==cm cm t b ,按所选角钢进行验算: 33.304.9775.150===x x x i l λ 83.15m 160/m 5.452256.0/56.016/11=⨯=>=m m b l t b oy150][71.62)1607.52105.45221(101607.3)7.521(7.342241221=<=⨯⨯+⨯⨯=+=∴λλb t l t b oy yz 满足长细比[]150=<λ的要求。

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