钢结构课程设计-米跨厂房桁架设计.doc

1目录一、设计资料 .................................................................................1二、结构简图 .................................................................................2三、荷载计算 .................................................................................4四、内力计算 .................................................................................5五、杆件设计 .................................................................................6六、节点设计 ...............................................................................10钢结构课程设计一、设计资料1.厂房纵向长度 90m，纵向柱距 6m。

采用钢桁架屋架屋架跨度为 24m2.结构采用梯形3.屋架采用 Q235B 钢材，构件选用热轧角钢节点采用焊接，焊条为 E43 型4.屋盖结构采用型钢檩条，压型钢板作屋面板，荷载为：屋架及支撑自重标准值：q=0.12+0.011L,L 以 m 为单位，q 以 kN/m2 为单位屋架铺设管道荷载标准值：0.20kN/m 2屋面自重标准值：0.35kN/m 2屋面活荷载标准值：0.50kN/m 2积灰荷载：1.20kN/m 2二、结构形式及支撑布置1.绘出屋架屋面的横向支撑及檩条图2.对钢屋架进行内力、杆件截面尺寸的计算，并进行最不利内力组合；设计一个下弦节点、一个上弦节点、支座节点、屋脊节点及下弦中央节点2结构形式及支撑桁架支撑布置符号说明：SC：上弦支撑； XC：下弦支撑； CC：垂直支撑GG：刚性系杆； LG：柔性系杆桁 架 及 桁 架 上 弦 支 撑 布 置桁 架 及 桁 架 下 弦 支 撑 布 置垂 直 支 撑 1-垂 直 支 撑 2-3三、荷载计算桁架及屋盖沿屋面分布的永久荷载乘以 1/cosa=1.006 换算为沿水平投影面分布的荷载1.荷载标准值按屋面水平投影计算的永久荷载标准值标准永久荷载：屋面自重 1.006*0.35=0.352kN/m2管道荷载 0.20kN/m2屋架和支撑自重 0.120+0.011x24=0.384kN/m2_____________________________共 0.936kN/m 2标准可变荷载：屋面活荷载 0.50kN/m2积灰荷载 1.20kN/m2_____________________________共 1.7kN/m 2考虑以下三种荷载组合① 全跨永久荷载+全跨可变荷载② 全跨永久荷载+半跨可变荷载③ 全跨屋架和支撑自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载（1）全跨永久荷载+全跨可变荷载（按永久荷载效应控制的组合）全跨节点荷载设计值：F1=(1.35*0.936+1.4*0.7*0.50+1.4*0.9*1.2）*1.5*6=29.39F2=(1.2*0.936+1.4*0.5+1.4*0.9*1.2)*1.5*6=30.02F3=(1.2*0.936+1.4*0.7*0.5+1.4*1.2)*1.5*6=29.63 取 F2=30.02（2）全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨永久荷载设计值：对结构不利时：F12=1.35*0.936*1.5*6=11.37 （按永久荷载效应控制的组合）F12=1.2*0.936*1.5*6=10.11 （按可变荷载效应控制的组合）对结构有利时：F13=1.0*0.936*1.5*6=8.42 取 F12=11.37半跨可变荷载设计值：F21=1.4*（0.7*0.50+0.9*1.2）*1.5*6=18（按永久荷载效应控制的组合）F22=1.4*（0.50+0.9*1.2）1.5*6=19.89（按可变荷载效应控制的组合）F22=1.4*（0.7*0.50+1.2）1.5*6=19.53 取 F22=19.89 （3）全跨桁架包括支撑自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载（按可变荷载效应控制的组合）4全跨节点桁架自重设计值：对结构不利时：F31=1.2*0.384*1.5*6=4.15对结构有利时：F32=1.0*0.384*1.5*6=3.46 取 F31=4.15半跨节点屋面板自重+半跨节点屋面活荷载设计值：F4=（1.2*0.35+1.4*0.50)*1.5*6=10.084、内力计算5桁架内力组合表 杆件内力系数P=1(Aa 为 1/2P)在左半跨在右半跨 全跨杆件名称① ② ③全跨永久荷载+全跨可变荷载N=P*③全跨永久荷载+半跨可变荷载 N=P全*③+P 半*①全跨永久荷载+半跨可变荷载 N=P全*③+P 半*②全跨屋架和支撑自重+半跨屋面板重+半跨屋面活荷载 N=P 全*③+P 半 *①或②计算内力AB 0.0 0.0 0.0 0 0 0 0 0BC -6.25 -2.47 -8.75 -262.675 -223.8 -148.6158 -99.3125 -262.675CD -6.25 -2.47 -8.75 -262.675 -223.8 -148.6158 -99.3125 -262.675DE -9.04 -4.49 -13.53 -406.1706 -333.6417 -243.1422 -147.2727 -406.1706EF -9.04 -4.49 -13.53 -406.1706 -333.6417 -243.1422 -147.2727 -406.1706FG -9.17 -6.09 -15.26 -458.1052 -355.8975 -294.6363 -155.7626 -458.1052GH -9.17 -6.09 -15.26 -458.1052 -355.8975 -294.6363 -155.7626 -458.1052上弦杆HI -7.38 -7.38 -14.71 -441.5942 -314.0409 -314.0409 -135.4369 -441.5942ac +3.48 +1.25 +4.73 141.9946 122.9973 78.6426 54.7079 141.9946ce +8.0 +3.53 +11.53 346.1306 290.2161 201.3078 128.4895 346.1306eg +9.34 +5.31 +14.65 439.793 352.3431 272.1864 154.9447 439.793下弦杆gi +8.44 +6.73 +15.17 455.4034 340.3545 306.3426 148.0307 455.4034Ba -6.53 -2.34 -8.87 -266.2774 -230.7336 -147.3945 -102.6329 -266.2774Bc +4.76 +2.12 +6.88 206.5376 172.902 120.3924 76.5328 206.5376Dc -3.14 -2.03 -5.44 -163.3088 -124.3074 -102.2295 -54.2272 -163.3088De +1.9 +1.80 +3.7 111.074 79.86 77.871 34.507 111.074Fe +0.71 -1.75 -2.46 -73.8492 -13.8483 -62.7777 -3.0522 -73.8492Fg -0.45 +1.56 +1.11 33.3222 3.6702 43.6491 0.0705 33.3222Hg +1.55 +1.39 +0.02 0.6004 31.0569 27.8745 15.707 31.0569斜腹杆Hi -2.47 -1.53 -1.08 -32.4216 -61.4079 -42.7113 -29.3796 -32.4216Aa -0.5 -0.5 -0.50 -15.01 -15.63 -15.63 -7.115 -7.51Cc -1.0 0.0 -1.0 -30.02 -31.26 -11.37 -14.23 -31.26Ee -1.0 0.0 -1.0 -30.02 -31.26 -11.37 -14.23 -31.26Gg -1.0 0.0 -1.0 -30.02 -31.26 -11.37 -14.23 -31.26竖杆Ii +0.97 +0.97 -1.0 -30.02 7.9233 -9.2263 5.6276 -30.025、杆件设计（1）上弦杆整个上弦杆采用等截面，按 FG、GH 杆件的最大设计内力设计。

6N=458.1052kN=458105N上弦杆计算长度：在桁架平面内，为节间轴线长度：=150.8cmoxl在桁架平面外，根据支撑布置和内力变化情况，取：=150.8*2=301.6cmoyl节点板厚度选用 8mm，支座节点板厚度用 10mm设 =80，选用角钢，为 b 类截面，查表得 0.688 需要截面积： 22397.01568.04cmfNA需要的回转半径：,cmliox9.15ixy.3选用不等边角钢短边相并，根据需要的 A、 、 查角钢规格表，选用xiy2∟125*80*8，A=31.98cm2， =2.28cm， =6.00cm， ，按所选角钢进行验算：xiyi= =66.14＜ xoil28.150150∵ 13.511/56.03./bltboy∴ 150][79.).2(7.4ttyz截面 和界面 都为 b 类截面，由于 ＞ ，只需要求 查表的xxyzx=0.787x= =208.780.48loy/b2=5.07∴ =37.48＜ )4.17(.522btltoyyz150截面 和界面 都为 b 类截面，由于 ＞ ，只需要求 。

查表的xxyzx8=0.631x=213.6＜nxAN215m故所选截面合适4）腹杆 Bc腹杆拉力设计值为 N=206.54kNA=N/f=206540/215=9.6cm2选用 2∟75*5，A=14.82， =2.33， =3.37，按所选截面进行验算：xiyi平面内的计算长度和平面外的计算长度分别为=0.8*260.8=208.64cm, =l=260.8cmoxl oyl=208.64/2.31=89.5＜ , =260.8/3.38=77.4＜ xi 350yoil 350= =140＜f=nAN148026521Nm故所选截面合适5）腹杆 Dc腹杆压力设计值：N=-163.309KN平面内的计算长度和平面外的计算长度分别为=0.8*285.9=228.72cm, = =285.9cmoxl oyl设 =100，查表得 0.555=0.8*285.9/1000=2.29cm =285.9/100=2.86cmoxlioyliA= = =13.69cm2fN2105*0.639选用 2∟75*5,A=2*7.41=14.82cm2, ix=2.33cm,iy=3.37cm=228。