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1、 2016届钢结构课程设计钢屋架设计书姓 名： 周 亚 男学 号：3041212234学院： 水 建 院 专 业： 土 木 工 程指导教师： 吴 英总 分：塔里木大学教务处制目录一、设计资料1二、屋架尺寸及结构形式与选型2三、 荷载计算31.永久荷载32.可变荷载3 3.内力计算43.荷载组合6四、节点荷载6五、杆件设计61.上弦杆82.下弦杆93.斜腹杆9六、节点设计131.屋脊节点G132.下弦节点C143.上弦节点B154.支座节点A165.参考资料186.致谢19附录：钢屋架施工图梯形钢屋架课程设计计算书一、设计资料1、 屋面坡度：1：102、 屋车间柱网布置：长度90m ；柱距6m
2、；跨度18m3、 面材料：预应力大型屋面板4、 荷载 1）永久荷载：屋面SBC防水层0.4KN/m水泥砂浆找平层0.4KN/m保温层0.45KN/m一毡二油隔气层0.05KN/m 水泥砂浆找平层 0.3KN/m预应力大型屋面板1.45KN/m屋架及支撑自重0.318KN/m 2) 可变荷载：积灰荷载标准值 1.3KN/m2 屋面活荷载标准值 0.7KN/m 3）材质：Q235钢，焊条E43型，手工焊 5、基本要求1）据给定要求设计单跨厂房钢屋盖。设计时间规定为一周，设计内容包括支撑布置、屋架设计就。要有完整的设计计算书一份（A4纸打印）、和屋架施工图一张（A0图纸打印）。2） 单跨厂房钢屋盖具
3、体设计内容要求 屋架形式:梯形屋架,屋架跨18m,屋架间距6m,厂房长度90m.3） 其他资料屋架支撑于钢筋混凝土柱上，钢筋混凝土强度等级为C30。梯形屋架采用1.56m地区计算温度高于-200C，无侵蚀性介质，地震设防烈度为8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）。屋架跨度为每端支座中线缩进150，则屋架的计算跨度，二、结构形式与选型a . 18米跨屋架几何尺寸b.18米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值c .18米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力系数屋架各杆件的几何尺寸全跨荷载作用下屋架各杆件内力组合值 杆件 内力系数（F=1） 内力值（KN）
4、左半跨右半跨左半跨右半跨上弦 AB0.0000.0000.0000.000 BC-6.221-6.221-380.91-380.91 CD-6.221-6.221-380.91-380.91 DE-8.993-8.993-559.64-559.64 EF-8.993-8.993-559.64-559.64 FG-9.102-9.102-557.32-557.32下弦 ac+3.470+3.470+212.47+212.47 ce+7.962+7.962+487.51+487.51 eg+9.279+9.279+568.15+568.15斜腹杆 aB-6.502-6.502-398.12-398
5、.12 Bc+4.739+4.739+290.17+290.17 cD-3.382-3.382-207.08-207.08 De+1.884+1.884+115.36+115.36 eF-0.690-0.690-42.25-42.25 Fg-0.462-0.462-28.29-28.29竖杆 aA-0.500-0.500-30.62-30.62 Cc-1.000-1.000-61.23-61.23 Ee-1.000-1.000-61.23-61.23 Gg +0.812+49.72 +49.72三.支撑布置厂房长度为，故仅在房屋两端部开间设置上、下弦横向水平支撑和屋架两端及跨中三处设置垂直支撑
6、。其他屋架则在垂直支撑处分别于上、下弦设置三道系杆，其中屋脊和两支座处为刚性系杆，其余为柔性系杆。上玄支撑布置图下玄支撑布置图屋架垂直支撑图四.屋架节点荷载屋面坡度较小，故对所有荷载均按水平投影面计算（风荷载为风吸力，且本设计为屋盖，故不考虑） 1）永久荷载：屋面SBC防水层0.4KN/m水泥砂浆找平层0.4KN/m保温层0.45KN/m一毡二油隔气层0.05KN/m 水泥砂浆找平层 0.3KN/m预应力大型屋面板1.45KN/m屋架和支撑自重 0.12+0.01118=0.3KN/m合计2) 可变荷载：积灰荷载标准值 1.3KN/m2 屋面活荷载标准值 0.7KN/m合计 3）荷载的组合荷载
7、组合按全跨永久荷载和全跨可变荷载计算。对跨中部分斜腹杆因半跨荷载可能产生的内力变号，采取将跨度中央每侧各两斜腹杆（图中杆）均按压杆控制长细比，故不再考虑半跨荷载作用的组合。由可变荷载效应控制的内力组合计算：永久荷载：屋面活荷载：屋面积灰荷载：节点荷载设计值：由永久荷载效应控制的内力组合计算：取永久荷载：屋面活荷载：屋面积灰荷载：节点荷载设计值为：故应取节点荷载设计值 用力学求解器求得各杆件力学系数五杆件截面选择按腹杆最大内力，查表钢，选中间节点板厚度为，支座节点板厚度为。 1）上弦杆整个上弦杆采用等截面，按最大内力计算。，。假定， 查附表1.2，则由附表10选用2 L110708，短肢相并。，
8、。截面验算： 满足 满足双角钢T形截面绕对称轴（y轴）应按弯扭屈曲计算换算长细比，则故取， 查附表1.2， 满足2）下弦杆整个下弦杆采用等截面，按最大内力计算。，。由附表10选用2 L110706，短肢相并。，满足满足 满足 3）腹杆杆：，。假定， 查附表1.2，由附表10选用2 L125808长肢相并。， 满足 满足故由， 查附表1.2，得 满足杆：，。选用2 ，查附表9，。 满足 满足 满足杆：，。假定， 查附表1.2，选用2 638，查附表9， 满足 满足故由，查附表1.2，得满足杆：，。选用，则， 满足 满足满足 杆：，假定， 查附表1.2，选用2 ，查附表9，。满足 满足故由，查附表
9、1.2，得 满足gG杆选用2 十字相连，查附表9， 满足 满足、杆：,其内力值大小相同，选用长细比较大的竖杆进行设计，则可保证其它竖杆的安全可靠性。，内力较小，用，则，。 满足 满足故由，查附表1.2，得 满足aA杆根据布置螺栓的要求，端竖杆最小应当选用的角钢，采用十字行截面，。端竖杆： 满足故，查附表1.2，得 满足六节点设计1）屋脊节点竖杆gG杆端焊缝按构造取和为和。上弦与节点板的连接缝，角钢肢背采用塞焊缝，并假定仅承受屋面板传来的集中荷载，一般可不作计算。角钢肢尖焊缝应取上弦内力的进行计算，即。其产生的偏心矩现取节点板尺寸如图所示。设肢尖焊脚尺寸 则焊缝计算长度 验算肢尖焊缝强度：满足拼
10、接角钢采用与上弦相同截面，热弯成型。拼接角钢一侧的焊缝长度按弦杆所受内力计算。设角焊缝焊脚尺寸则接头一侧需要的焊缝计算长度：拼接角钢的总长度：，取拼接角钢竖肢需切去的高度：，取，即坚肢余留高度为45mm。2）下弦拼接节点拼接角钢采用与下弦相同的截面，拼接角钢一侧的焊缝长度按与杆件等强设计。设角焊缝焊脚尺寸，则接头一侧需要的焊缝计算长度为拼接角钢的总长度：取。拼接角钢水平肢较宽，故采用斜切，不但便于焊接，且可增加焊缝长度。水平肢上的安装螺栓孔，待屋架拼装完后可用于连接屋架下弦横向水平支撑。竖肢因切肢后余留高度较小，不设安装螺栓。拼接角钢竖肢需切去的高度：取，即坚肢余留高度为50mm。取两斜腹杆杆
11、端至节点中心距离为230mm，竖杆杆端至节点中心的距离为90mm。节点板按布置腹杆杆端焊缝需要，采用。3） 上弦节点“B”为便于放大型屋面板，弦杆与节点板连接焊缝验算内缩7mm，做塞焊缝，此时，承受集中力F=61.23KN，则所需塞焊缝长度为：弦杆枝尖与节点板的连接焊缝计算：承担弦杆内力差及偏心弯矩,取，则：4） 支座节点根据端斜杆和下弦杆杆端焊缝，节点板采用。为便于施焊，取底板上表面至下弦轴线的距离为160mm。且在支座中线处设加劲肋9010，高度与节点板相亦为440mm。底板计算支座反力根据构造要求，取底板尺寸为。锚栓采用，并用图示U形缺口。柱采用C30混凝土，。作用于板底的压应力为： 满
12、足底板被节点板和加劲肋分成4块两相邻边支承板，查表得则底板单位宽度上的最大弯矩取（按厚度取值）则需要底板厚度：，取加劲肋计算 对加劲肋和节点板间的两条竖直焊缝进行验算。设，取焊缝最大计算长度（实际焊缝长度） 满足加劲肋、节点板与底板的连接焊缝计算焊缝的总计算长度： 满足 其余节点略7 参考资料1 夏志斌钢结构原理与设计M北京：中国建筑工业出版社，2008.7.2 刘声扬钢结构原理与设计M北京：中国建筑工业出版社，2008.7.3 夏志斌，姚谏.钢结构设计M北京：中国建筑工业出版社.2005.9.4 GB50017-2002钢结构设计规范S北京：中国计划出版社.2002.5 GB50009-2001建筑结构荷载规范 S北京:中国建筑工业出版社.2002.致谢在这次设计中，吴老师在此次设计中给予了很多帮助和指点，还有同学也提供了部分帮助，故在此向他们表示由衷的感谢。另外设计过程中还参考了一些规范、标准，在此特向有关作者致谢。
