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1、钢结构设计课程设计学生姓名: 指导教师： 学生班级： 学生学号： 5、34 任务参数： 序号一 6 序号二 F 设计时间： 2009 年 5 月 18 日至 2009 年 5 月 24 日 附 图目 录1 设计资料2 屋架形式及几何尺寸3 支撑布置4 荷载4.1 荷载标准值计算4.2荷载设计值计算4.3 荷载组合5 内力计算及内力组合6 杆件选择6.1 上弦杆6.2 下弦杆6.3 一般腹杆7 节点连接计算7.1腹杆与节点板或弦杆腹板的连接焊缝的计算7.2一般节点计算7.3拼接节点计算7.4支座节点计算8 参考文献1 设计资料某屋盖结构拟采用钢结构，拟建建筑顶层平面如附图。屋架跨度30m，长42
2、m。根据甲方要求确定采用平行弦钢桁架，屋面坡度为，屋架间距为6m，屋架与钢筋混凝土柱顶铰接。屋面材料采用彩色夹芯板，工字型檩条，檩距5m（水平投影距离），地面粗糙度类别为B类，二级建筑，不考虑积灰荷载及地震作用。基本风压，基本雪压，。屋架钢材采用Q235B，焊条采用E43型，焊接工艺采用手工焊。2 屋架形式及几何尺寸 平行弦屋架结构布置图及剖面图如图21.檩条支撑于屋架上弦节点。均为节点荷载。经计算可知，屋架坡角（上弦与水平面之间的夹角）为，檩距为5.02m。水平投影间距为5m。图2-1 屋架形式及几何尺寸图3 支撑布置依据建筑抗震设计规范GB500112001，支撑布置见图3-1，上弦横向水
3、平支撑设置在房屋两端及伸缩缝处第一开间内，并在相应开间屋架跨中设置竖向支撑，在其余开间屋架下弦跨中设置一通长水平系杆，上弦横向水平支撑在节点处设通常系杆。故上弦杆在屋架平面外的计算长度等于横向水平支撑的节距；下弦杆在屋架平面外的计算长度为屋架跨度的一半。图3-1 屋架上弦支撑图4 荷载4.1荷载计算 （1）永久荷载：(恒荷载)：（对水平面头影）彩 色 夹 芯 板 kN/m2檩 条 自 重 0.10 kN/m2屋 架 及 支 撑 0.30 kN/m2合 计 0.551 kN/m2 （2）可变荷载（活荷载）：（对水平面投影）1）屋面均布活荷载 0.30kN/m22）雪荷载 基本荷载： 。据建筑结构
4、荷载规范（GB500092001），由于 。雪荷载标准值，雪荷载不与屋面活荷载同时考虑，仅考虑两者中较大者的作用。另据建筑结构荷载规范（GB500092001）可知，不考虑全跨积雪不均匀分布情况。 3）风荷载 基本风压为0.45 kN/m2,但考虑到建筑物较低没有超过20m,且屋面坡度小于30度，因此可不考虑风荷载的效应。 由檩条传给屋架上弦节点荷载见图4-1 图4-1屋架荷载图4.2 荷载设计值计算 由可变荷载控制的组合： 1）恒荷载设计值分项系数为1.2，故恒荷载上弦节点设计值为：kN 2） 活荷载设计值分项系数为1.4，故活荷载上弦节点设计值为：kN4.3 荷载组合 按上所述，此结构不考
5、虑风荷载，荷载规范规定屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，而取用其中较大者，由于在上述荷载取用过程中雪荷载大于活荷载，因此，在荷载最不利组合过程中仅考虑以下两种情况：1、恒载+全跨雪载2、恒载+半跨雪载5 内力计算及内力组合 具体计算结果及组合结果见表51：(受拉符号为正，受压符号为负）由于实际情况存在风荷载，考虑这种效应可能是拉杆变为压杆，我们通过控制所有拉杆的长细比不超过250。杆件编号见表5-1图5-1杆件编号图杆件单项荷载内力(设计值）内力组合不利组合恒载 活载 全跨 全跨 恒+全 恒+全上 弦 杆4-63.31-59.36-47.49-122.67-110.8-122.677-162-15
6、4.33-118.71-316.33-280.71-316.3311-211.85-201.81-142.46-413.66-354.31-413.6617-211.85-201.81-118.71-413.66-330.56-413.6621-162-154.33-71.23-316.33-233.23-316.3325-63.31-59.36-23.74-122.67-87.05-122.67下弦杆20000006124.62118.7194.97243.33219.59243.3310199.39189.94142.46389.33341.85389.3314224.31213.6914
7、2.46438366.77437.9516224.31213.69142.46438366.77437.9520199.39189.9494.97389.33294.36389.3324124.62118.7147.49243.33172.11243.3328000000腹 杆1000000375.6872.0957.68147.77133.36147.775-83.41-79.46-63.57-162.87-146.98-162.87845.4143.2628.8488.6774.2588.679-50.05-47.68-31.78-97.73-81.83-97.731215.1414.42
8、029.5615.1429.5613-16.68-15.890-32.57-16.68-32.571544.6442.5328.3587.1772.9987.1718-16.68-15.89-31.78-32.57-48.46-32.571915.1414.4228.8429.5643.9829.5622-50.05-47.68-31.78-97.73-81.83-97.732345.4143.2628.8488.6774.2588.6726-83.41-79.46-31.78-162.87-115.19-162.872975.6872.0928.34147.77104.02147.77270
9、00000 表51 荷载组合表6 杆件截面选择6.1上弦杆考虑到施工及经济的要求，上弦杆只采用一种截面，因此在上弦杆设计中，需要找到控制杆件。有上述组合结果可得到最大轴力值为 ， 选用 截面面积： 回转半径： 重心： 长细比： 其中： 由查上弦截面符合要求，且经济性较好。6.2下弦杆考虑到施工及经济的要求，下弦杆也不改变截面。下弦杆主要承担拉力因此，只验算刚度和强度即可。下弦杆最大内力实际所需截面积和特性： 选用： 下弦杆符合要求，且经济性较好。6.3一般腹杆考虑到施工方便及经济性，腹杆的截面形式不宜太多也不宜太少，因此截面取三种形式，具体分组如下：3、5、26、29杆为一组，8、9、15、2
10、2、23杆为一组，12、13、18、19杆为一组。故腹杆共取三种截面。对于3、29杆为支座斜杆，但其承受拉力，故可不单独验算。（1） 对3、5、26、29杆，最大内力为162.86kN(压) 截面采用T型钢，型号为： 截面积： 回转半径： 重心： 长细比： 其中： 由查此截面符合要求，且经济性较好。 （2）、对8、9、15、22、23杆最大轴力为：97.71kN（压）。截面采用T型钢，型号为， 截面积： 回转半径： 重心： 长细比： 其中： 由查此截面符合要求，且经济性较好。（3）、对12、13、18、19杆最大轴力为：32.57kN（压）。截面采用T型钢，型号为： 截面积： 回转半径： 重心
11、： 长细比： 其中： 由查此截面符合要求，且经济性较好。 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）选用截面截面积A（cm2）杆件受力类型长细比计算应力(N/mm2)容许长细比上弦杆11-413.665.025.02压112.0583.67169150下弦杆14437.955.021546.09拉167.8923895.02250腹 杆 3147.772.6883.3619.88拉107.5294.1274.332505-162.872.6883.3619.88压107.5294.12161.63150888.672.6883.3620.28拉148.590.0843.722509-97.932.6883.3620.28压148.590.08152.951501229.562.6883.3613.63拉137.8514321.6925013-32.572.6883.3613.63压137.8514371.761501587
