钢结构课程设计三角形屋架设计Word文档.docx
- 文档编号:15548355
- 上传时间:2023-07-05
- 格式:DOCX
- 页数:16
- 大小:47.63KB
钢结构课程设计三角形屋架设计Word文档.docx
《钢结构课程设计三角形屋架设计Word文档.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《钢结构课程设计三角形屋架设计Word文档.docx(16页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
钢结构课程设计三角形屋架设计Word文档
1:
荷载计算
2屋架杆件几何尺寸的计算
根据所用屋面材料的排水需求及跨度参数,釆用人字式三角形屋架。
屋面坡
度为i=l:
2.5,屋面倾角a=arctg(1/2.5)=21.8°,sina=O.37,cosa=0.93
屋架计算跨度屋架跨中高度上弦长度节间长度
lo二1—300=15000—300二14700mmh=loXi/2二14700/(2X2.5)二2940mmL=lo/2cosa~7903mma=L/4=7903/4^1979mm
节间水平段投影尺寸长度az=acosa=1555X0.9487=1475mm
根据儿何关系,得屋架各杆件的儿何尺寸如图1所示
3屋架支撑布置
3.1屋架支掠
1、在房屋两端第一个之间各设置一道上弦平面横向支撑和下弦平面横向支撑。
2、因为屋架是有標屋架,为了与其他支撑相协调,在屋架的下弦节点设计三道柔性水平系杆,上弦节点处的柔性水平系杆均用该处的標条代替。
3、根据厂房长度36叫跨度为4m,在厂房两端第二柱间和厂房中部设置三道上弦横向水平支撑,下弦横向水平支撑及垂直支撑。
如图2所示。
3.2屋面楝条及其支撑
波形石棉瓦长1820mm,要求搭接长度^150mm,且每张瓦至少要有三个支撑
点,因此最大標条间距为
1820-150
~~3^1
=835/w/w
半跨屋而所需梯条数
1555x6+1=12J根
卩835
考虑到上弦平面横向支撑节点处必须设置標条,为了便于布置,实际取半跨
屋面標条数13根,则標条间距为:
知=:
[J=778V知呻=835/7//?
/
可以满足要求。
3.2.1截面选择
试选用普通槽钢[8,查表得m=0.08kN/m,Ix=101cm\Wx=25.3cm3,Wy=5.8cm3;
截面塑性发展系数为丫尸1.05,丫尸1.2。
恒载
0.3X0.778=0.233(kN/m)
石棉瓦
0.2X0.778=0.156(kN/m)
標条和拉条
0.080(kN/m)
合计
g汙0.469(kN/m)
可变荷载
心二0.600X0.778二0.467(kN/m)
標条
的均布荷载
设
ii
值
q二*&+*qk二1.2X0.469+1.4X0.467二1.217kN/m
4二qsina二1・217X0.3162=0.379kN/m
qy=qcosa=1.217X0.9487=1.155kN/m
3.2.2强度计算
標条的跨中弯距
Af=1^/2=lx1.155x42=2.31OWm
X方向:
88
M=—qxl2=—x0.379x42=0.190JWV・m
Y方向:
3232(在跨中设了一道拉条)
標条的最大拉力(拉应力)位于槽钢下翼缘的肢尖处
=138=2157V/mm2=[6]
丛+出=2・310x"*0.190XW
YaWvy、Wv1.05X25.3X10’1.2x5.79xl03
满足要求。
3.2.3强度验算
载荷标准值
q、=(gk+qk)apcosci=(0.469+0.467)x0.778x0.9487=0.691kN/m
沿屋面方向有拉条,所以只验算垂直于屋面方向的挠度:
550.691x4000’_1,1
7=3METy's^^.OGxlO'xlOlxlO4=36?
^150
•%
能满足刚度要求。
3.2.4荷载计算
恒载0.3X0.778=0.233(kN/m)
石棉瓦0.2X0.778=0.156(kN/m)
擦条和拉条0.080(kN/m)
合计gz二0.469(kN/m)
可变荷载qk=0.600X0.778=0.467(kN/m)
標条的均布荷载设计值
q=/Ggk+/Qqk=l.2X0.469+1.4X0.467=1.217kN/m
节点荷载设计值P二qa's=l.217X1.475X4=7.18kN
4屋架的荷载和内力计算
4.1荷载计算
彩色涂层压型钢板复合保温板(含梯条)0・25KN/m:
屋架和支撑自重0.OIL二0.15KN/m'
恒荷载总和0.4KN/m:
0.8KN/m3
0.8KN/m2
基本雪压可变荷载总和风荷载:
乌鲁木齐基本风压3F0・6KN/mS风压高度变化系数为1.25,屋而迎风而的体形系数0.147,背风而为0.5。
所以负风压设计值为:
迎风面:
背风而: -1.4X0.5X1.25X0.6=-0.525KN/m: 0.3KN/m2 垂直于水平面的分力最大为0.525X0.37=0.19425小于荷载分项系数取1.0时的永久荷载,故将拉杆长细比依然控制在350以内。 悬挂荷载: 4.2荷载组合 可变荷载效应控制的组合: 1.2X0.4+1.4X0.8=1.6KN/m3 永久荷载效应控制的组合: 1.35X0.4+1.4X0.8X0.7=1.324KN/m3 故取由可变荷载效应控制的组合 4.3节点荷载取值 上弦中间节点荷载: Ff(1.6X6X15)/8=18KN上弦两端节点荷载: F;=18/2=9KN 下弦节点荷载: Ff(0.3X6X15)/4=6.75KN 4.4内力计算 柱内力详图 柱号 乂 N V M N V 1 0.00 0.37 0.00 0.00 -0.37 0.00 2 0.00 -0.63 0.00 0.00 0.63 0.00 3 0.00 0.41 0.00 0.00 -0.41 0.00 4 0.00 0.27 0.00 0.00 -0.27 0.00 5 0.00 0.32 0.00 0.00 -0.32 0.00 6 0.00 -1.83 0.00 0.00 1.83 0.00 7 0.00 -0.48 0.00 0.00 0.48 0.00 8 0.00 0.36 0.00 0.00 -0.36 0.00 9 0.00 0.57 0.00 0.00 -0.57 0.00 10 0.00 -0.51 0.01 0.00 0.51 -0.01 11 0.00 -0.57 0.00 0.00 0.57 0.00 12 0.00 -0.50 0.00 0.00 0.50 0.00 13 0.00 -0.70 0.00 0.00 0.70 0.00 14 0.00 0.76 0.00 0.00 -0.76 0.00 15 0.00 0.28 0.00 0.00 -0.28 0.00 16 0.00 -0.27 0.00 0.00 0.27 0.00 17 0.00 0.72 0.00 0.00 -0.72 0.00 18 0.00 -0.03 0.00 0.00 0.03 0.00 19 0.00 -0.44 0.00 0.00 0.44 0.00 20 0.00 0.43 0.00 0.00 -0.43 0.00 21 0.00 -1.74 0.00 0.00 1.74 0.00 22 0.00 -0.99 0.00 0.00 0.99 0.00 23 0.00 0.14 0.00 0.00 -0.14 0.00 24 0.00 0.36 0.00 0.00 -0.36 0.00 25 0.00 -1.45 0.00 0.00 1.45 0.00 26 0.00 0.57 0.00 0.00 -0.57 0.00 27 0.00 1.19 0.00 0.00 -1.49 0.00 28 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 29 0.00 -0.56 0.00 0.00 0.56 0.00 (4) (14) (12》 (11) 5屋架杆件截面设计 弦杆端节间最大内力N二-205.98KN,査表7.4,选用支座节点板厚度t二10mm。 5.1上弦杆 按上弦杆最大轴心压力计算,试选截而2」90X6, 截面儿何特性: A二10.64X2=21.28cm2 i7=4.05cmis=2.79cm 1OX=197・9cm1O7=367.5cm xs=\Ji=70.93<150xy=loy/i尸90.74V130 b类截面,双角钢T型截面线对称轴应按弯扭曲屈计算长细比入代b/t二90/6二15V0・581O7/b=0.58X367.5/9=23.68 ・・・按式4-15计算Xy==Xy(1+°"弩)二96.56 由入込二入』96.56,查附表4.2得e=0.545 O二N/(A)=177.6<215N/mm3满足 填板每个节间放一块(满足1,范I词内不少于两块) 5.2下弦杆 不改变截而按最大内力讣算,选用2L70X5, 截面儿何特性: A二6・88X2=13.76cm2 iy=3・24cmis=2・16cm 1ox=1o7=367.5cm xx=\Ji=170.14<350x=\Ji=113.43<350O二N/A二138.99N/mm: <215N/mm- 填板每个节间放两块 5.3斜腹杆 计算(16)号杆件,选21_56X5截面儿何特性: A=5.42X2=10.84cm2 i〉・二2・69cm二1・72cm lox=0.8X287—229.6cm1o7: =287cm Xs=los/i=133.49<150入尸i7=106.7<150 b类截面,双角钢T型截面线对称轴应按弯扭曲屈计算长细比X b/t=5.6/0.5=11.2<0.581”/b二0・58X287/5.6=29.37 : .按式4~15计算Xy.=Xy(1+ 0475昭 =109.1 由入込二入汇二109・1,查附表4.2得“二0.493o二N/( 满足 填板放两块计算(13)、(14)号杆,选21_45X5 截面儿何特性: A二4・29X2=8.58cm2iy=2・26cmi: : 二1・37cm 以(13)号杆计算 lox=0.8X197.9=158.32cm1。 尸197.9cm lox/i=115.56<150x=\Ji尸87.57V150 b类截面,双角钢T型截面线对称轴应按弯扭曲屈计算长细比Xb/t二4・5/0.5=9<0.581O7/b=0.58X197.9/4.5=25.5 ・•・按式4-15计算X7==Xy(1+°'4J5/-V)=89.3 由入込二入岸二89.3,查附表4.2得<1>=0.607 0二N/(<1>A)=46.52N/mm3<215N/mm=满足 放一块填板 计算(15)、(17)号杆,选2」56X5,按受压杆长细比控制截面,截面儿何特性: A二5・42X2=10.84cm2 iy=2・69cmix二1・72cm lox=0.8X294.0=235.2cm1O7=294.0cm xx=\Ji=136.7<150x=i=109.3<150 o=N/A=64.6N/mm: <215N/W 屋架杆件截而选用表 杆件名称 杆件号 内力设讣值(KN) 计算长度(cm) 所用截而 截面积 A(cm") 计算应力(N/mrn2) 容许长细比 (X] 杆件端部的角钢肢背和肢尖焊缝(mm) 每节间填板数 1« 爲 上弦杆 A-B -205.98 197.9 367.5 21-90X6 21.28 177.6 150 一 1 J-I -205.98 197.9 367.5 21-90X6 21.28 177.6 150 一 1 下弦杆 A-G 191.25 367.5 367.5 2L-70X5 13.76 138.99 350 一 2 腹杆 D-F -41.00 229.6 287 21-56X5 10.84 76.72 150 8-64 5-40 2 D-G 46.86 21-56X5 10.84 150 8-64 5-40 2 G-C -18.00 2L.45X5 8.58 150 8-64 5-40 1 B-G -24.23 158.32 197.9 2L45X5 8.58 46.52 150 8-64 5-40 1 E-F 72.00 235.2 294.0 2L56X5 10.84 64.6 150 8-64 5-40 1 L-F -41.00 229.6 287 21-56X5 10.84 76.72 150 8-64 5-40 2 L-H 46.86 21-56X5 10.84 150 8-64 5-40 2 H-K -18.00 2L45X5 8.58 150 8-64 5-40 1 J-H -24.3 158.32 197.9 2L45X5 8.58 46.52 150 8-64 5-40 1 6节点设计 6.1下弦节点G 腹杆与节点板的连接焊缝(考虑起灭弧缺陷) D-G杆件,肢背、肢尖焊脚尺寸分别为: h沪8mm,hiZ==5mm -xN I.=+2hfl=33.4mm<8hn=64nim 12x0.7xhfiftw .*•In取64mm 一xN =+2h-=24mm<8h-=40nmi 2x0.1xhf2ftw /.lwc取40mm 同理,C-GIT件肢背、肢尖焊脚尺寸分別为: hn=8mm,hf: ==5mm 1*1取64mm,取40mm B-G杆件肢背、肢尖焊脚尺寸分别为: hr^Snun,hi: ==5nun l»i取64mm,取40mm 验算下弦杆与节点板连接焊缝: 内力差△2191.25-138.75二52.5KN. 由斜腹杆焊缝决左的节点板尺寸,长度为100.48mm •••角焊缝计算长度取lr=10.048-1.2=8.8cm,取hKmm. -xN 肢背焊缝应力为: 论v/;-160N.W 6.2下弦节点F D-F杆件,肢背、肢尖焊脚尺寸分别为: h沪8mm,血=5mmLi取64mm,取40mm E-F杆件,肢背、肢尖焊脚尺寸分别为: h沪8mm,hI: ==5mm -xN I.=+2hfi=42mm<8hn=64mm h,2xO.7x/zz.J7 .*•In取64mm 2x0.7xhtlftw +2h*: V8hn=40mm lv取40mm 下弦杆与节点板连接焊缝内力差△“=(). h由节点板尺寸确左为81.92mm,取l«=7cm 6.3上弦节点D G-D杆件,肢背、肢尖焊脚尺寸分別为: hn=8mm,也二二5mm |xN +2hfi=33.4mm<8hn=64mm /,d_2xO.7x//z.J7 /•取64mm _xN /.=+2hf: =24mm<8hf: =40inm 2x0.7xhtlffw /•lws取40mm F-D杆件肢背、肢尖焊脚尺寸分别为: h;F8mm,山二二5皿 -xN I.=: +2hn<8hr: =64mm 1112xO.7xAzl/7 2x0.7xh(1ftw +2hr: <8hr: =40mm AIn取64mm ly取40mm 上弦杆与节点板.内力差△N=181.75-121.17=60.58KN ・・・1▼由节点板尺寸确左为76.3mm, -xN 肢背焊缝应力为T=——2=63.3N/mm2;=160N/mm 2xO.7x/7/2/h_z 6.4屋脊节点E 腹杆杆端焊缝讣算从略,只进行拼接计算,拼接角钢采用与上弦杆相同截而2L_90X6,除倒棱外,竖肢需切去△二t+ht+5二6+8+5二19mm,取厶二20mm,并按上弦坡度热弯, 拼接角钢与上弦焊接在接头一侧总长度力匚= N °・7皿 =135mm 共四条焊缝,平均受力,故1<=135/4+1.6=52.5<8hf=64mm,•••取lF64mm 拼接角钢总长度为1二24+16二128+16二144,取1二150mm 6.5支座节点A 上弦与节点板的连接焊缝 B-A杆件肢背、肢尖焊脚尺寸分别为: h,F8mm,血=6mm -xN I.=+2h霁二92mm 12xO.7x/z/J7.*•In取95mm +2h-=63mm 2x0.7xhtlftw /•lwc取65mm |xN 2x0.7x/zh/7 +2hfi=87mm 2x0.7xhtlftw +2h*2=67mm G-A杆件肢背、肢尖焊脚尺寸分别为: hfF8mm,hf: ==5mm Alwe取70mm 底板计算: 支反力&二85.5KN 混凝上强度C20,fc=9.6N/W 底板净而积Ar=85500/9.6=8906.25mm: =90cm: ,显然太小,故按构造要求采用底板而积aXb二28X28二784cm‘ 锚栓直径取20mm,锚栓孔径取40mm, 实际底板净而积An=784-3.14X574=764cm2 底板实际应力q二85500/76400二1.119N/mm= aFJ(14-O・5)2+(14-0.6)2=19cm b: =13.5X13.4/19=9.5cm bx/ai=0.5,査表4.8得B二0.056 则M=Bqa冷2262N•mm 所需底板厚 =8.14mm.显然不满足构造要求 •••按构造取底板尺寸为-280X280X14 加劲肋与节点板连接讣算 R 一个加劲肋连接焊缝承受内力为V=^-=85.5/4=21.75KN,由于内力很小,故按构造焊接即 4 可,取hF6mm,l>=48mm 节点板,加劲肋与底板连接焊缝计算: 取hFSnmi 工—•二2X(28+11.8X2)-10X0.8=93.6cm 85・5xl()3 0.7x8x936 =16.31N/mm=
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 钢结构 课程设计 三角形 屋架 设计 Word 文档