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1、钢结构课程设计钢结构课程设计学生姓名： 何昕桐 学 号：20122023017指导教师： 刘少东所在学院： 工程学院专 业： 土木工程中国大庆2015年12月目录1.设计材料12.材料选择13.屋架形式，尺寸，材料选择及支撑布置14.支撑及檩条布置15.屋架节点荷载26.屋架杆件内力计算37.杆件截面选择38.节点设计1211.设计材料某厂房跨度,长度，柱距，屋盖采用梯形钢屋架，屋面材料为的预应力混凝土大型屋面板，屋架坡度，屋面活荷载标准值为，当地基本风压为，屋架简支于钢筋混凝土柱上，混凝土强度等级为，柱截面。屋面永久荷载标准值为(永久荷载尚未包含屋架和支撑自重)，雪荷载标准值为，水泥厂机修间
2、（屋面有挡风板）。2.材料选择钢材选用，焊条采用型，手工焊。3.屋架形式，尺寸，材料选择及支撑布置屋架的计算跨度，屋架端部高度，中部高度，屋架形式如图1所示。根据建造地区的计算温度荷载性质，钢材采用Q235B。焊条采用E43型，垂直支撑和系杆，见图2和图3.图 屋架几何尺寸4.支撑及檩条布置厂房长度为75m,跨度L=21m,故设置三道上弦横向水平支撑和下弦横向水平支撑，其他屋架只在下弦跨中央设一道柔性系杆，上弦因有檩条可不设系杆，另外在第一开间下弦设三道刚性系杆。每节间放两根檩条在檩条跨中设一道拉条。图2 屋架支撑布置5.屋架节点荷载 屋面活荷载标准值为，小于该地区雪荷载，故可变荷载按雪荷载取
3、值。 （1）荷载计算 屋架和支撑自重 恒荷载总和 雪荷载 可变荷载总和 屋面坡度不大，对荷载影响小，位于考虑。风荷载对屋面为吸力，重屋盖可不考虑。（2） 荷载组合 一般考虑全跨荷载，对跨中的部分斜杆可考虑半跨荷载，在设计杆件截面时，将跨度中央每侧各两根斜腹杆按压杆控制长细比，不考虑半跨荷载作用情况，只计算全跨满载时杆件内力。 节点荷载设计值： 按可变荷载效应控制的组合：其中，永久荷载，荷载分项系数； 屋面雪荷载，荷载分项系数； 按永久荷载效应控制的荷载： 其中永久荷载，荷载分项系数； 屋面雪荷载分项系数； 组合系数； 故节点荷载取,支座反力为6.屋架杆件内力计算 用图解法或数解法皆可解出全跨荷
4、载作用下屋架杆件内力，其内力设计值见图3。图3 内力设计值7.杆件截面选择腹杆最大内力，由屋架节点板厚度参考表可知支座节点板厚度取，中间节点板厚度为。 7.1 上弦整个上弦不改变截面，按最大内力计算， (取两块屋面板宽度) 选用214012, ，。 ，（b类） 双角钢T型截面绕对称轴(y轴）应按弯扭屈曲计算长细比 故 故由，按b类查表得填板每个节间放一块，。 7.2 下弦下弦也不改变截面，按最大内力计算。 ，连接支撑的螺栓孔中心至节点板边缘的距离约为100mm，可不考虑螺栓孔削弱。 选用218011010（短肢相并），查角钢表：，则 ，。填板每个节间放两块，。 7.3 斜腹杆 杆件B-1：，选
5、用21409010（长肢相连），查角钢表：，。 ，故由按b类查表得 填板每节间放两块， 杆件B-2：，选用2708，查角钢表：，。 故，按b类查表得 填板每节间放一块， 杆件D-2；， 选用26310，查角钢表：，。 ，故故，按b类查表得= 填板每节间放三块， 杆件D-3：，选用2706，查角钢表：，。 故，按b类查表得= 填板每节间放一块， 杆件F-3：， 选用2638，查角钢表：，。 ，故故，按b类查表得。= 填板每节间放三块， 杆件F-4：， 选用2638，查角钢表：，。 ，故故，按b类查表得。=填板每节间放一块，杆件C-2：，内力较小可按选择截面 选用2505，查角钢表：，。 ，故故，
6、按b类查表得。=杆件F-d；，内力较小可按选择截面 选用2505，查角钢表：，。 ，故故，按b类查表得。= 杆件G-4： ，内力较小可按选择截面 选用2705，查角钢表：，。 ，故故，按b类查表得。= 填板每个节点间放两块， 杆件H-4：，内力较小可按选择截面 选用2806，查角钢表：，。 ，故故，按b类查表得。= 填板每个节间放一块， 杆件A-1；，内力较小可按选择截面 选用2504，查角钢表：，。 ，故故，按b类查表得。=填板每节间放三块，表1 屋架杆件截面选用表杆件名称杆件号内力设计值N(kN)计算长度(m）所用截面截面积A（cm）计算应力容许长细比杆件端部的角钢肢背和肢尖焊缝mm填板数
7、LoxLoy上弦杆F-H-637.51.5073.0002L1401265118.5150-每节间1下弦杆7-8-261.53.00015.002L801101056.8193.6350-每节间1 腹杆A-1-24.451.8001.8002L5047.8 44.91508-1603B-1-386.62.3722.3722L140901044.6118.41508-1608-902B-2-289.31.9682.462L70821.341901508-1308-702C-2-48.91.682.102L5059.677.9150-2D-2-216.82.1632.7042L631023.321
8、481508-1008-602D-3+134.62.1632.7042L70616.321283508-708-502E-3-48.91.922.42L5059.688.5150-3F-3-73.22.3662.9682L63819145.41508-508-402F-4-11.52.3662.9682L6381910.81508-308-202G-4-48.92.162.72L70411.1472.8350-3H-444.13.2213.2212L80618.814.133508-408-3037.4 杆端的角钢肢背和肢尖焊缝 各腹杆杆端的角钢肢背和肢尖焊缝Q235钢E43焊条，故各杆件最小
9、焊缝长度不应小于8或40mm，施焊尺寸焊脚尺寸与板厚关系应满足如图所示条件： 图4 角钢肢背和肢尖焊缝 杆件B-1：N=-386.6kN 肢背焊缝： 1.5mm 取 取 =160mm 肢尖焊缝： 1.5mm 取 取=90mm 杆件B-2：N=-289.3kN 肢背焊缝：1.5mm 取 , 取 =130mm 肢尖焊缝： 1.5mm 取 取=70mm 杆件D-2：N=-216.8kN 肢背焊缝：1.5mm 取 取 =100mm 肢尖焊缝： 1.5mm 取 取=60mm 杆件D-3：N=134.6kN 肢背焊缝：1.5mm 取 取 =70mm 肢尖焊缝： 1.5mm 取 取=50mm 杆件F-3：N
10、=-73.2kN 肢背焊缝：1.5mm 取 取 =50mm 肢尖焊缝： 1.5mm 取 取=40mm 杆件F-4：N=11.5kN 肢背焊缝：1.5mm 取 取 =30mm 肢尖焊缝： 1.5mm 取 取=20mm 杆件F-4：N=11.5kN 肢背焊缝：1.5mm 取 取 =30mm 肢尖焊缝： 1.5mm 取 取=20mm C-4内力较小，焊缝按构造采用。8.节点设计8.1下弦节点“2” 验算下弦杆与节点板连接焊缝，内力差。由斜腹杆焊缝决定的节点板尺寸，量得实际节点板的长度是36cm，角焊缝计算长度，采用，肢背焊缝应力为： 图5 下弦拼接节点“2” 8.2上弦节点“B”腹杆B-1，B-2的
11、杆端焊缝计算从略。这里验算上弦与节点板的连接焊缝，节点板缩进10mm，肢背采用塞焊缝，承受节点荷载Q=48.9kN，肢尖焊缝承担弦杆内力差，偏心距，偏心力矩，采用则:对： 对： 则焊缝强度为：图6 下弦拼接节点“B” 8.3屋脊节点“H” 腹杆杆断焊缝计算从略，弦杆与节点板连接焊缝受力不大，按构造要求决定焊缝尺寸，一般可不计算这里只进行拼接计算，拼接角钢采用与上弦杆相同截面214012，除倒棱外竖肢需切去，取并按上弦坡度热弯，拼接角钢与上弦连接焊缝在接头一侧的总长度（设）共四条焊缝，认为平均受力，每条焊缝实际长度拼接角钢总长度取拼接角钢长度为600mm。图7 屋脊节点“F ” 8.4支座节点“a”杆端焊接计算从略，以下给出底板等的计算。
