米梯形鋼屋架鋼課程設(shè)計(jì)

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1、土木工程專業(yè)鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)－、設(shè)計(jì)資料梯形鋼屋架長(zhǎng)度為72m，跨度為27m。車間內(nèi)設(shè)有兩臺(tái)中級(jí)工作制橋式吊車。該地區(qū)冬季最低溫度為－20℃。屋面采用1.5m×6.0m預(yù)應(yīng)力大型屋面板，屋面坡度為i=1:10。上鋪120mm厚泡沫混凝土保溫層和三氈四油防水層等。屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為0.7kN/㎡，雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值為0.3kN/㎡，積灰荷載標(biāo)準(zhǔn)值為0.6kN/㎡。屋架采用梯形鋼屋架，其兩端鉸支于鋼勁混凝土柱上。柱頭截面為400mm×400mm，所用混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20。根據(jù)該地區(qū)的溫度及荷載性質(zhì)，鋼材采用Q235級(jí)，其設(shè)計(jì)強(qiáng)

2、度f=215kN/㎡,焊條采用E43型，手工焊接。構(gòu)件采用鋼板及熱軋鋼勁，構(gòu)件與支撐的連接用M20普通螺栓。屋架的計(jì)算跨度：Lo=27000－2×150=26700mm，設(shè)計(jì)為無檁屋蓋方案，采用平坡梯形屋架，取屋架在27米軸線處的端部高度：h=2000mm（軸線處），h=2015mm（計(jì)算跨度處）。二、結(jié)構(gòu)形式與布置屋架形式及幾何尺寸見圖1所示。圖1屋架形式及幾何尺寸10土木工程專業(yè)鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)屋架支撐布置見圖2所示。符號(hào)說明：GWJ-（鋼屋架）；SC-（上弦支撐）：XC-（下弦支撐）；CC-（垂直支撐）；GG-（

3、剛性系桿）；LG-（柔性系桿）圖2屋架支撐布置圖10土木工程專業(yè)鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)三、荷載與內(nèi)力計(jì)算1.荷載計(jì)算荷載與雪荷載不會(huì)同時(shí)出現(xiàn)，故取兩者較大的活荷載計(jì)算。永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值放水層（三氈四油上鋪小石子）0.35kN/㎡找平層（20mm厚水泥砂漿）0.02×20=0.40kN/㎡保溫層（120mm厚泡沫混凝土）0.12×6=0.70kN/㎡預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板1.40kN/㎡鋼屋架和支撐自重0.12+0.011×27=0.417kN/㎡管道設(shè)備自重0.10kN/㎡總計(jì)3.387kN/㎡可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值雪荷載0.3kN/

4、㎡積灰荷載0.60kN/㎡總計(jì)0.90kN/㎡永久荷載設(shè)計(jì)值1.35×3.387=4.572kN/㎡（由可變荷載控制）可變荷載設(shè)計(jì)值1.4×0.9=1.26kN/㎡2.荷載組合設(shè)計(jì)屋架時(shí)，應(yīng)考慮以下三種組合：組合一全跨永久荷載+全跨可變荷載屋架上弦節(jié)點(diǎn)荷載P=(4.572+1.26)×1.5×6=52.488kN組合二全跨永久荷載+半跨可變荷載屋架上弦節(jié)點(diǎn)荷載=4.572×1.5×6=41.148kN=1.26×1.5×6=11.34kN組合三全跨屋架及支撐自重+半跨大型屋面板重+半跨屋面活荷載屋架上弦節(jié)點(diǎn)荷載=0.

5、417×1.2×1.5×6=4.5kN=(1.4×1.35+0.7)×1.5×6=23.31kN3.內(nèi)力計(jì)算本設(shè)計(jì)采用程序計(jì)算桿件在單位節(jié)點(diǎn)力作用下各桿件的內(nèi)力系數(shù)，見表1。由表內(nèi)三種組合可見：組合一，對(duì)桿件計(jì)算主要起控制作用；組合三，可能引起中間幾根斜腹桿發(fā)生內(nèi)力變號(hào)。如果施工過程中，在屋架兩側(cè)對(duì)稱均勻鋪設(shè)面板，則可避免內(nèi)力變號(hào)而不用組合三。10土木工程專業(yè)鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)注：表內(nèi)負(fù)責(zé)表示壓力；正值表示拉力圖3屋架接點(diǎn)圖四、桿件截面設(shè)計(jì)腹桿最大內(nèi)力，N=-585.77KN，由屋架節(jié)點(diǎn)板厚度參考可知：支座節(jié)點(diǎn)板剛度取1

6、4mm；其余節(jié)點(diǎn)板與墊板厚度取12mm。1.上弦桿整個(gè)上弦桿采用相同一截面，按最大內(nèi)力計(jì)算，N=-1057.11KN計(jì)算長(zhǎng)度：屋架平面內(nèi)取節(jié)間軸線長(zhǎng)度=150.8cm屋架平面外根據(jù)支撐，考慮到大型屋面板能起一定的支撐作用，取10土木工程專業(yè)鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)上弦橫向水平支撐的節(jié)間長(zhǎng)度：=4500cm因?yàn)?≈，故截面宜選用兩個(gè)不等肢角鋼，且短肢相并，見圖4圖4上弦截面設(shè)=60，查軸心受力穩(wěn)定系數(shù)表，=0.807需要截面積===6093需要回轉(zhuǎn)半徑==2.51cm==7.50cm根據(jù)需要的、、查角鋼型鋼表，初選2L16010

7、014，A=6940，=2.80cm，=7.86m。按所選角鋼進(jìn)行驗(yàn)算===52.9＜[λ]=150===57＜[λ]=150由于，只需求出，查軸心受力穩(wěn)定系數(shù)表，＝0.823=185N/<215N/所選截面合適。2.下弦桿整個(gè)下弦桿采用同一截面，按最大內(nèi)力計(jì)算，N=1106.45kN計(jì)算長(zhǎng)度：屋架平面內(nèi)取節(jié)點(diǎn)間軸線長(zhǎng)度=4500mm10土木工程專業(yè)鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)屋架平面外根據(jù)支撐布置取=13350mm計(jì)算需要凈截面面積==5146.3選用2L1409014（短肢相并），見圖5。圖5下弦截面A=6940，=2.51c

8、m，=6.93cm。按所選角鋼進(jìn)行截面驗(yàn)算，?。ㄈ袈菟字行闹凉?jié)點(diǎn)板邊緣距離大于100mm，則可不計(jì)截面削弱影響）=181.4N/<215N/==179.3<[]=250=192.6<[]=350所選截面滿足要求。3.端斜桿Ba已知N＝-585.77kN，＝＝253.9cm因?yàn)椋?，故采用等肢角鋼，使＝選用角鋼2L10012,見圖610土木工程專