1、钢结构课程设计计算书设计题目：18m三角形芬克式角钢焊接屋架院系：土木工程学院专业：城市地下空间工程年级：2014级姓名：黄超07指导教师：张惠华华侨大学土木工程学院2017年7月4日目录概述11.1、设计题目11.2、设计要求11.3、设计依据11.4、设计任务21.5、需提交的设计文件2二、屋盖支撑布置22.2下弦支撑32. 3垂直支撑3三、节点荷载计算33. 1永久荷载33. 2可变荷载33. 3风荷载4四、杆件内力计算及内力组合4五、杆件截面选择及验算55. 1上弦杆65. 2下弦杆75. 3.腹杆75.4屋架杆件截面表7六、节点设计6. 1支座节点8. 1参考资料158.2节点图一、概述1.1设计题目18m三角形芬克式角钢焊接屋架1.2、设计要求（1）掌握钢屋盖支撑系统的布置原则和方法；（2）掌握钢桁架的内力计算方法及内力组合；（3）掌握杆件的设计；（4）掌握节点构造原则和节点设计；（5）熟悉吊装单元的划分；（6）掌握钢屋架施工图的绘制及材料表的编制；（7）掌握设计计算书的编写方法。1.3、设计依据某单层轻型工业厂房，平面尺寸18mX90m,柱距6m,檐口高度6m,屋架釆用角
2、钢焊接组 成的三角形桁架，桁架跨度18m,屋面坡度i二1/3。屋面构造：0.6厚波形彩钢板+ 60厚玻纤 棉+ 0.5厚波形彩钢板，標条为冷弯薄壁C型钢，標条斜距1. 555m,屋架无吊车悬挂荷载。 屋面防水等级二级，釆用2mm金属屋面专用高分子涂料；耐火等级二级，采用超薄膨胀型钢 结构防火涂料。屋架支承在钢筋混凝土柱上，混凝土的强度等级为C30,屋架与柱狡接，柱 截面尺寸为400mmXeOOmmo使用环境最低温度为-5 C,地震烈度为7 ,屋架轴线图及杆件 内力图见下图。1.4、设计任务（1）屋盖支撑系统布置；（2）屋架杆件内力计算及内力组合；（3）屋架杆件截面选择及验算；（4）屋架节点设计及计算；（5）施工图绘制；（6）编制计算书；（7）计算用钢量及用钢指标。（8）写总结。1.5、需提交的设计文件（1）一本计算书内容包括：设计依据，支撑系统布置，杆件内力计算及内力组合；材料选择，连接方法 和杆端焊缝计算；杆件截面选择及验算过程；节点设计及验算，计算书中应附节点计算简图。内 容包括： 简要工 程说明（2）1#图纸一张节点荷载节点荷载P计算式（KN）（标准值）依据、材料选择、焊缝焊接方
3、法与检验方法，防腐、防火要求，注意事项等）；桁架儿何尺 寸及杆件最大内力；一个运输单元的施工图（包括桁架正视图，上弦和下弦俯视图，屋脊处屋 架侧视图，支座底板节点详图及其它节点大样详图2个以上）；材料表（含计算1桶桁架的用 钢量）。二、屋盖支撑布置2. 1上弦横向水平支撑厂房长度为90m,所以上弦横向水平支撑设置在房屋两端及中间处，在其余开间屋架下 弦每隔3. 10米设置一道通长的系杆，梯条不做侧向支撑。上弦水平支撑图中加粗杆为刚性系 杆，其余为柔性系杆。2. 2下弦支撑在未设置横向水平支撑的其余开间屋架下弦跨中设置一道通长的水平系杆。2. 3垂直支撑在设置横向水平支撑的开间屋架跨中设置垂直支撑三、节点荷载计算3. 1.永久荷载标准值屋面恒载及梯条自重（沿屋面分布）0. 20kN/m2钢屋架及支撑等自重（沿水平面投影）0. 40kN/m20. 16+0. 40=0. 56kN/m23. 2.可变荷载屋面活荷载（沿水平面投影）0. 50kN/m2恒载6. 718P二 1. 2X0. 56X1. 555X6=6. 718KN活荷载6. 196P二 1.4X0. 5X1. 555X3/佰 X
4、6二6. 196KN恒载+活荷载12.9146. 718+6. 196=12. 914KN上弦节点荷载上弦节点荷载和杆件编号3. 2风荷载基本风压(地面粗糙度为B类)0.7kN/m2风荷载体型系数背风面：二-0.5迎风面：二-0. 47*-0. 5上弦节点风荷载(标准值)w=(-0. 5) X0. 7X1. 555X6=-4. 572KN!1!、杆件内力计算及内力组合恒载及活栽半跨活载风荷载内力组合(kN)杆 件 名称杆件编号内力系数恒载内力(kN)活载内力(kN)内力系数半跨活载内力(kN)内力系数风荷载内力(kN)恒载+活载恒载+半跨活荷载恒载+风荷载12345672+32+52+71-17.39 116.83-107.75-12.65-78.4316.5575.67-224.58-195.26 41.16上弦杆2-16.13-108.36 99.94 11.40-70.6815.5070.87-208.30-179.04 37.493-16.76 112.59 103.84-12.05-74.7116.5575.67-216.43-187.30 36.924-16.44 110.
5、44-101.86 11.70 72.5416.5575.67 212.3-182.98 34.775-15.18-101.98 94.06-10.45 64.7915.5070.87-196.04-166.7731.116-15.81-106.21-97.96 11.10 68.8216.5575.67204.仃-175.03 30.54下716.50110.85102.2312.0074.40-17.34 79.28213.08185.2531.57弦813.5090.6983.659.0055.80-14.3265.47174.3146.525.22杆99.0060.4655.764.5027.90-9.48-43.34116.2288.3617.12腹杆10 1.34-9.00-8.30-1.34-8.311.416.45-17.30-17.31-2.5511-2.85-19.15-17.66-2.58-16.003.0013.72-36.81-35.155,43123.0020.1518.593.0018.60-3.16-14.4538.7438.755.70134.5030
6、.2327.884.5027.90-4.47 20.4458.1158.139.79147.5050.3946.477.5046.50-7.90 36.1296.8596.8914.27150.000.000.000.000.000.000.000.000.000.00五. 杆件截面选择及验算5.1上弦杆杆 1 内力 N二-224. 58KN选用截面2L80X6截面的儿何特征截面面积:A=18. 8cm2截面抵抗矩:Wlx=52. 38cm3W.二 19. 74cm3回转半径：i =2. 47cmi =3. 51cm长细比:155,53.51= 44.30/ox155.52 - A.v 二-62.9)ix2.47属于b类截面，由附表3查得:欧拉力:强度验算满足要求。5. 2下弦杆杆7的轴心力：N=213. 08KN查附表9选用2L63X6,截面几何特征:A=2X7. 29=14. 58cm2 兄 乩=竺1 = 127.3 U1 = 35Ox z； 1.93L九=-7- = 311.6 A = 350长细比：Z84强度验算：满足要求。53腹杆14 号杆： Ig =0. SXlOy 245
7、. 8二196. 64cm二245. 8cmN二96. 85KNa N96.85八 o 皿假定 ZO,A = 7= 0.688 x 215xl00-654Cnr 处 现，由于受力较小屋架角钢不能小于45X4,故选用21-45X5i, = 2.11(7/77/ 1 37 cm截面几何特征:A=2 X 4. 29=8. 58cm2 r -N _ 96.85x108.58 xlO2长细比:= H2.9N/mnr+A =驶力 1 +（龙 x 242 + 2x48x50） = 12027螺栓釆用2M24,143取底板尺寸为240mmX 240mm采用钢筋混凝土柱，混凝土等级C30, = 143/枷沪设 a=b=12cm, ax= V2X2=16. 9cm, bi二內/2二8. 45cm底板的承压面积 4 = 240 -龙x 24 -2x48x50 = 50990777/H2q二R/A二77484/50990二1 51N/mm2底板弯矩（按相邻边支承板计算）2 = 0.5 0.06 a.查表6-10,得支座底板厚度f215取 14mm 厚（由于底板厚度一般取2040mm,且不小于14mm,以使满足足够的刚度，符合基础反力 为均匀分布的假定） 1= 1 5 x V16 = 6mm支座节点板厚度10mm,加劲肋切口 15mm满足要求.取何=6mm，焊缝计算长度为人=160十360-10 = 510呦vl.2f = 12V = 224.58KN 取 t二 10mm, hf = 6，W，W 15侖=4.7/w/?其中偏心距： e = 70mm则焊缝应力/ 6M24-V、2_6xl4597.7xl03、4-224.58xlO3、B fx2xO.7hfPJ
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