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1、钢结构课程设计任务书 姓名：杨文博 学号：A13110059 指导教师： 王洪涛 1 目目 录录 1 1、设计资料、设计资料1 1 1.1 结构形式1 1.2 屋架形式及选材1 1.3 荷载标准值（水平投影面计）1 2 2、支撑布置、支撑布置2 2 2.1 桁架形式及几何尺寸布置2 2.2 桁架支撑布置如图.3 3 3、荷载计算、荷载计算4 4 4 4、内力计算、内力计算5 5 5 5、杆件设计、杆件设计8 8 5.1 上弦杆.8 5.2 下弦杆.9 5.3 端斜杆AB.9 5.4 腹杆.11 5.5 竖杆 .16 5.6 其余各杆件的截面16 6 6、节点设计、节点设计2020 6.1 下弦
2、节点“C” 20 6.2 上弦节点“B”21 6.3 屋脊节点“H”22 6.4 支座节点“A” 23 6.5 下弦中央节点“H”23 参考文献参考文献2727 图纸图纸2727 2 1 1、设计资料、设计资料 1.11.1、结构形式、结构形式 某厂房跨度为 24m，总长 90m，柱距 6m，采用梯形钢屋架、1.56.0m 预应力混 凝土大型屋面板，屋架铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面 400400，混凝土强度等级 为 C25，屋面坡度为。地区计算温度高于-200C，无侵蚀性介质，地震设防烈度10:1i 为 7 度，屋架下弦标高为 18m；厂房内桥式吊车为 2 台 150/30t（中级工作制）
3、，锻锤 为 2 台 5t。 1.21.2、屋架形式及选材、屋架形式及选材 屋架跨度为 24m，屋架形式、几何尺寸及内力系数如附图所示。屋架采用的钢材 及焊条为：设计方案采用 235B 钢，焊条为 E43 型。 1.31.3、荷载标准值（水平投影面计）、荷载标准值（水平投影面计） 永久荷载： 三毡四油（上铺绿豆砂）防水层0.4 kN/m2 20 厚水泥砂浆找平层0.4 kN/m2 100 厚加气混凝土保温层0.6kN/m2 一毡二油隔气层0.05kN/m2 预应力混凝土大屋面板（加灌缝）1.4kN/m2 屋架及支撑自重(按经验公式计算) 0.384 KN/m2Lq011 . 0 12 . 0 可
4、变荷载： 屋面活荷载标准值： 0.8 KN/m2 雪荷载标准值： 0.5 KN/m2 积灰荷载标准值： 0.7 KN/m2 2 2、支撑布置、支撑布置 2.12.1 桁架形式及几何尺寸布置桁架形式及几何尺寸布置 3 如下图 2.1、2.2、2.3 所示 1 9 9 0 1350 2 2 9 0 2 5 9 0 2 8 9 0 3 1 9 0 260 8 285 9 311 9 337 0 253 5 285 9 312 9 339 6 15091508 150 A a ceg I BC D F GH I 15008=12000 1508150815081508 1508 1508 起 拱 5
5、0 图 2.1 24 米跨屋架几何尺寸 图 2.2 24 米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值 2.2 桁架支撑布置桁架支撑布置 桁架形式及几何尺寸在设计任务书中已经给出，桁架支撑布置如图 1.1 所示。其中 考虑到厂房内有桥式吊车 2 台 150/30t(中级工作制 )，锻锤为 2 台 5t，布置下弦纵向水 平支撑。 （见下图） 4 桁架支撑布置图 符号说明：SC 上上弦支撑；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 1-1 垂直支撑 2-2 5 3 3、荷载计算、荷载计算 屋面活荷载与雪荷载不会同时出现，从资料可
6、知屋面活荷载大于雪荷载，故取屋面 活荷载计算。沿屋面斜面分布的永久荷载应乘以换算为沿005 . 1 10/110cos/1 2 水平投影面分布的荷载。 标准永久荷载值： 三毡四油防水层：1.0050.4=0.402 kN/m2 水泥砂浆找平层：1.0050.4=0.402 kN/m2 保温层：1.0050.7=0.704 kN/m2 一毡二油隔气层：1.0050.05=0.050 kN/m2 水泥砂浆找平层：1.0050.3=0.302 kN/m2 预应力混凝土大型屋面板：1.0051.40=1.407 kN/m2 屋架及支撑自重： 0.12+0.01124=0.384 kN/m2 共 3.8
7、33 kN/m2 可变荷载标准值： 屋面活荷载标准值（大于雪荷载）：0.8 kN/m2 积灰荷载标准值： 0.7 kN/m2 共 1.5 kN/m2 设计桁架时，应考虑以下三种荷载组合： 3.1、全跨永久荷载+全跨可变荷载(按永久荷载为主控制的组合) 全跨节点永久荷载设计值： F=（1.353.833+1.40.70.8+1.40.90.7）1.56=61.56 kN 荷载组合（1）计算简图如图 4.1， F/2 F F F F F F F F F/2 F F F F F F F A B C D E F G H I abcde 6 图 4.1 荷载组合（1） 4 4、内力计算、内力计算 F=1
8、 的桁架各杆件内力系数（F=1 作用于全跨、左半跨和右半跨）已经给出。求出 各种荷载情况下的内力进行组合，计算结果见表 4.1。 7 表表 4.1 桁架杆件内内力组合表桁架杆件内内力组合表 内力系数（F=1）内力组合 左半跨荷载第二种组合第三种组合 杆件名称 全跨 左半跨右半跨 第一种组 合 F F1.i+F2.i F1.i+F2.i F3.i+F4F3.i+F4 计算杆件内力 /kN AB000000000 BC,CD-8.72-6.25-2.47-536.80-536.80 DE,EF-13.53-9.04-4.49-832.91-832.91 FG，G H -15.26-9.17-6.0
9、9-939.41-939.41 上 弦 杆 HI-14.71-7.38-7.38-905.55-905.55 ac4.733.481.25269.02269.02 ce11.538.03.53709.79709.79 eg14.659.345.31901.85901.85 下 弦 杆 gi15.178.446.73933.87933.87 aB-8.87-6.53-2.34-546.64-546.64 Bc6.884.762.12423.53423.53 cD-5.44-3.14-2.03-334.89-334.89 De3.701.901.80227.77227.77 eF-2.460.71
10、-1.75-151.44-151.44 Fg1.11-0.451.5668.3368.33 gH0.021.55-1.531.231.23 斜 腹 杆 Hi-1.08-2.471.39-66.48-66.48 竖 Aa-0.500-0.5000.000-30.78-30.78 8 Cc-1.000-1.0000.000-61.56-61.56 Ee-1.000-1.0000.000-61.56-61.56 Gg-1.000-1.0000.000-61.56-61.56 杆 Ii000.970000 9 5、杆件设计、杆件设计 5.1 上弦杆上弦杆 整个上弦架采用等截面，按 FG、GH 杆件之最
11、大设计内力设计。 N= 939410 N （受压） 上弦杆计算长度： 在桁架平面内，为节间轴线长度：cmlox 8 . 150 在桁架平面外，根据支承布置及内力变化情况，取：cmcmloy 4 . 4528 .1503 因为，故截面宜采用两个不等肢角钢，短肢相并（图 5.1） oxoy ll3 腹杆 aB 最大内力=546.04kN，查表 9.6.4，中间节点版厚度选用 12mm，支座节点板厚度用N 14mm。 设 =60 查附录 4 得。807 . 0 需要截面积： 2 2 5414 /215807 . 0 939410 mm mmN N f N A 需要的回转半径： 2.51c 60 8c
12、m.150 m l i ox x m cm l i oy y c54. 7 60 4 . 452 根据需要的 A，ix，iy 查角钢规格表（附录 8） ，选用，121001602L 2 11.60cmA ，按所选角钢进行验算：cmix82. 2cmiy82. 711.1312/160/ 1 cmcmtb 48.53 2.82cm 8cm.150 x ox x i l 94.18c160/c541456 . 0 /56. 011.13/ 11 mmbltb oy 15060 yyz 满足长细比的要求。 150 截面在 x 和 y 平面内皆属 b 类，由于 ，只要求 ，查表得。 xyz y 807
13、 . 0 y 10 22 2 y /215/66.193 6011807 . 0 394109 mmNmmN mm N A N 所需截面合适 5.2 下弦杆下弦杆 整个下弦杆采用同一截面，按 gi 杆最大设计值计算。 NkNNeg93387087.339 ，根据桁架下弦支撑布置情况，得cmlox300cmloy1185 所需截面积： 22 2 43.434343 /215 338709 cmmm mmN N f N Areq 根据所需截面积查表选用，不等肢角钢，短肢相并（图 5.2） 。101001602L ， 22 83.3063.50cmcmAcmix85. 2cmiy78 . 7 350
14、31.15278 . 7 /1185/cmcmil yoyoy 考虑下弦杆有 221.5mm 的栓孔削弱，下弦净截面面积： 222 463310 5 . 2125063mmmmmmA 22 2 /215/57.201 4633 933870 mmNmmN mm N A N 所需截面适合。 5.3 端斜杆端斜杆 aB 杆件轴力：受压）(54604004.546NkNN 计算长度。因为，故采用不等边角钢，长肢相并，使。设 cm ll oyox 5 . 253 ll oyox ii yx 11 =80，查附录 4 得，668 . 0 2 2 89.3801 /215668 . 0 546040 mm
15、 mmN N f N A 需要的回转半径： m l ii x yx c16. 3 80 253 根据需要的，查角钢规格表，选用 2L1409010，（图 5.3）A ixiy ，。 2 522.44cmA cm ix 47. 4cmiy74. 39 10 90 2 t b 71.56 47. 4 5 . 253 cm cm i l x ox x 52.13 90 2535 48. 048 . 0 9 2 2 mm mm t b lb oy 15032.75) 09 . 1 1 ( 4 .37 2535 09 . 1 1 2222 44 22 4 2 102535 90 cmcm cm tl b mm mm oy yyz 又718. 0, y xyz 只求 22 2 /215/81.170 2 .4452718 . 0 546040 mmNmmN mm N A N y 所选截
