钢结构课程设计 18M跨.docx

钢结构课程设计1. 设计资料 12. 屋架形式，尺寸，材料选择 13. 荷载和内力计算 13.1荷载计算 13.2荷载组合 13.3. 内力计算 24. 杆件截面选择 24.1上弦 24.2下弦 34.4斜腹杆D-c 45节点设计 65.1下弦节点^如图5 65.2上弦节点B,如图6 75.3屋脊节点 85.4下弦拼接节点d 95.5支座节点，如图8 106主要参考资料 121. 设计资料某车间跨度18m,长度96m,柱距6m,采用梯形钢屋架，屋面材料为压型钢板复合板， 檩条间距1.5m，屋面坡度i = 1/10，屋面永久荷载标准值为0.4kN/m2屋面活荷载标准值为 0.5 kN/m2，当地雪荷载0.3 kN/m2,积灰荷载(锰铭铁车间)0.75 kN/m2,基本风压0.50 kN/m2, 屋架简支于钢筋混凝土柱上，上柱截面400mm X 400mm，混凝土标号为C302. 屋架形式，尺寸，材料选择屋架的计算跨度L0=18000-2 X 150=17700mm,端部高度h0 = 1990mm中部高度H=2890mm，屋架形式如图1所示根据建造地区的计算温度和荷载性质，刚材采用Q235B。

焊条采用E43型，手工焊图1屋架尺寸及内力3. 荷载和内力计算3.1荷载计算屋面永久荷载标准值屋架及支撑自重恒荷载总和屋面活荷载标准值(不与雪荷载同时考虑)雪荷载积灰荷载3.2荷载组合0.4 kN/m20.12+0.011L=0.12+0.011X 18=0.318 kN/m2 0.718 kN/m20.50 kN/m20.30kN/m20.75 kN/m2节点荷载设计值按可变荷载效应控制的组合Fd= (1.2 X 0.718+1.4 X0.5+1.4X 0.9 X 0.75 )X 1.5 X6=22.56kN其中，永久荷载荷载分项系数Yq= 1.2 ;屋面活荷载或雪荷载荷载分项系数Yq1= 1.4 ;组合值系数，雪荷载％ = 0.7 ；积灰荷载Yq2 = 1.4，* = 0.9按永久荷载效应控制的组合Fd=(1.35X0.718+1.4X0.5X0.7+1.4X0.9X0.75)X1.5X6=21.64kN其中，永久荷载荷载分项系数yg=1.35；活荷载分项系数yqi 1.4 故节点荷载取为22.56kN，支座反力为Rd=6Fd=135.36kN其内力设计值见图13.3. 内力计算屋架在上述荷载组合下作用的计算简图如图1。

有图解法得F=22.56kN时屋架各杆 的内力系数（F=22.56kN作用于全跨），然后求出各种杆件的内力图1屋架内力图4. 杆件截面选择腹杆最大内力-146.6kN （压）由屋架节点板厚度参考表可知支座支节点板厚度取8mm， 节点板取10mm4.1上弦整个上弦不改变截面，按最大内力计算N_=-205.5kN，l~=150.8cm k,=150cm 设入=60 查表甲=0.807max0x0y人 N 205.5 x106A=——= =11.84cm2甲 f 0.807 x 215lx =些=2.51cmA 60 l 150=-°y = = 2.5 cmA 60选用 2L90X6,A=21.28cm2i =2.79cmi =3.98cmA =上=^08 = 54VA ] = 150i 2.79A = ^0x = '5°，、= 37.7VA ] = 150i 3.98双角钢T型截面绕对称轴y应按弯扭屈曲计算长细比 b (=3.9 - 1 +故Ayzl212-^y——i 18.6b 4 J=62.4=15 t 0.6> 0.581" _ 0.58x150_97> b 9 .由入max=k=62.4 查表得p =0.795yzb =甲 W . A 0.795 x 21.28 x102205.5 x103 =121VN/mm2 < f = 215N / mm2填板每个节间放一块，la = 75.4cmV40i = 40x 2.79 = 111.6cm4.2下弦整个下弦杆采用同一截面，按最大内力计算。

Nmax=+209.4kN，l0x=300cm l0y=900cm4 N 209.4 x 103A = — = = 9.74cm2f215选用 2L75X50X8 （短肢相并），A=18.94cm2 i =1.40cmi =3.75cmA =上=型=214VA ] = 350i 1.40入=上=理=240VR ] = 350i 3.75N_ 209.4 x 103 A — 18.94 x102=110.6N/mm2Vf = 215N / mm2填板每个节间放一块，l = 150cm V80i = 80 x 2.35 = 188cm4.3斜腹杆B-aN= -146.6kN l0x=l0y=253.0cm,选用 2L100X63X7 （长肢相并），A=22.2cm2i =1.78cm i =2.58cm入=上=25! = 142.1VR] = 150 x i 1.79入=盘=竺=98.1VR ] = 150 y i 2.58y-=竺=9 < 0.48l0y t 0.7 b0.48 x 25361= 19.28入yz=AyC 1.09b 4）112120y=103.5故由%按b类表附表4.2伽.=甲=0.337=196VN/mm2 < f = 215N / mm2N _ 146.6 x 103q W A — 0.337 x 22.2 x102填板放 3 块，l = 63.25cmV40i = 40x 1.78 = 71.2cm4.4斜腹杆D-cN=42.6kN按受压杆考虑（跨中腹杆在半跨和在半跨荷载作用下，内力变号）1皈=0.81 =0.8 X 286.4=229.1cm l0y= l =286.4cm选用 2L50X5 查表得，A=9.6cm2 \1.53cm iy =2.53cm入=上=2291 = 149.7 VR] = 150x i 1.53入 =^0x =28S' = 113.2VR ] = 150y i 2.53b = _! = 10V M = 0.58 x 286.4 = 33.2t 0.5 b 5. .\ 0.475b4)0.475x54 ) . . . n故入疽［2。

户由P+ 286^J"114.8 X 0 y由入x=149.7按b类表查伽 min= 0.309=143.6N/mm2

施焊时，焊脚尺寸与板厚关系应满组如图9所示条件t211.5\『< h < t1.5 J12 < 气 1 < 1.2t1杆件B-a : n= 146.6kN，B-a杆肢背及肢间焊缝的焊脚尺寸取hf广气2 = 5cm，则所需焊缝长度肢背焊缝:肢尖焊缝:-X146.6 x103l = + 2 x 5 = 97mm，取 l =100mmw1 2 X 0.7 X 5 X160 w1-x 146.6 x103l = + 2x5 = 54mm,取l =60mmw2 2 x 0.7 x 5 x160 w2杆件 B-b： N=106.9kN，取 hf 1 = h22 = 5cm，则所需焊缝长度-x 106.9 x103肢背焊缝：l = 3 + 2x5 = 74mm,取l =80mmw1 2 x 0.7 x 5 x160 ，1 x106.9 x103肢尖焊缝：l 2 = ； 07 5 160 + 2x5 = 42mmw1取 l =50mmw2杆件D-b :N= 76.3kN，取气广 h22 = 5cm，则所需焊缝长度2 x 76.3 x103肢背焊缝： l = + 2 x 5 = 55mmw1 2 x 0.7 x 5 x1601 x 76.3 x103肢尖焊缝：l 2 = 23 07 5 160 + 2 x 5 = 33mm其它各杆由于内力较小，焊缝按造采用。

5节点设计取 l =60mmw1按构造取取lw 2=50mm5.1下弦节点b,。