梯形屋架钢结构课程设计长跨度24m
11页1、24米跨梯形屋架设计一、设计资料某车间跨度24米,长度192米,柱距6米。车间内设有两台20/5T中级工作制吊车。计算温度高于-20,地震设防烈度为7度。采用3.06m预应力钢筋混凝土大型屋面板,8cm厚泡沫混凝土保温层,卷材屋面,屋面坡度为i=1/10。雪荷载为0.4KN/m2,积灰荷载为0.75KN/m2。屋架简支于钢筋混凝土柱上,上柱截面为400400,混凝土标号为C20。要求设计屋架并绘制屋架施图。二、屋架形式、尺寸、材料选择及支撑布置本例题为无檩屋盖方案,i=1/10,采用平坡梯形屋架。屋架计算跨度为L0=L-300=23700mm,端部高度取H0=1990mm,中部高度取H=2790mm(为L0/8.5),屋架杆件几何长度见附图1(跨中起拱按L/500考虑)。根据建造地区的计算温度和荷载性质,钢材选用Q235-B。焊条采用E43型,手工焊。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,见附图2。因连接孔和连接零件上的区别图中给出了W1、W2和W3等三种编号。 附图1:屋架杆件几何长度及设计内力附图2:屋面支撑布置图三、荷载和内力计算1、荷载计
2、算:二毡三油上铺小石子 0.35 KN/m2 找平层(2cm厚) 0.40 KN/m2 泡沫混凝土保温层(8cm厚) 0.50 KN/m2 预应力混凝土大型屋面板(含灌缝) 1.40 KN/m2 悬挂管道 0.10 KN/m2 屋架和支撑自重 (0.12 +0.011L)=0.12+0.01124=0.384 KN/m2 恒载总和 3.134 KN/m2 活荷载(或雪荷载) 0.50 KN/m2 积灰荷载 0.75 KN/m2 由于屋面坡度不大,对荷载的影响较小,未予考虑。风荷载为吸力,重屋盖可不考虑。2、荷载组合一般考虑全跨荷载,对跨中部分斜杆(一般为跨中每侧各两根斜腹杆)可考虑半跨组合,本例题在计算杆件截面时,将这些腹杆均按压杆控制长细比,不必考虑半跨荷载作用情况,只计算全跨满载时的杆件内力。节点荷载:组合一:Fd=(1.23.134+1.40.4+1.40.90.75)63.0=94.78KN组合二:Fd=(1.353.134+1.40.70.4+1.40.90.75) 63.0=100.22KN节点荷载取100.22KN,支座反力 Rd=4Fd=4100.22=400.9KN3
3、、内力计算用图解法或数解法均可计算出全跨荷载作用下,屋架的杆件内力。其内力设计值见附图1。四、截面选择腹杆最大轴力为574.56KN,查表8.4,选用中间节点板厚t=8mm,支座节点板厚t=10mm。1、上弦整个上弦不改变截面,按最大内力计算。Nmax=-738.92KN,lox=301.5cm,loy=301.5cm (l1取两块屋面板宽度)。选用2L14010,A=54.7cm2,=4.34cm,=6.05cm由于所以由查b类截面的填板每节间放一块(满足范围内不少于两块)2、下弦整个下弦也不改变截面,按最大内力计算。Nmax=759.46KN,lox=600.0cm,loy=600cm ,连接支撑的螺栓孔中心至节点板边缘的距离约为100mm(de节间),可不考虑螺栓孔的削弱。选用2L18011010(短肢相并),A=56.8cm2,=3.13cm,=8.56cm填板每节间放一块3、腹杆 杆件A-F、C-G:NAF=-50.2KN,lox=161.2cm,loy=201.5cm ; NCG =100.22KN,lox =208cm,loy =260cm。由于内力较小,可按长细比选择截
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