梯形钢屋架课程设计

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1、梯形钢屋架课程设计一、设计资料(1) 题号80,屋面坡度1:16,跨度30m,长度96m,柱距6m,地点:哈尔滨,基本风压:0.45kN/m,基本雪压:0.45 kN/m(2) 采用1.5m6m预应力混凝土大型屋面板,80mm厚泡沫混凝土保护层,卷材屋面,屋面坡度i=1/16.屋面活荷载标准值0.7kPa,雪荷载标准值为0.45 kN/m,积灰荷载标准值为0。6 kN/m。(3) 混凝土采用C20,钢筋采用Q235B级,焊条采用E43型。(4) 屋架计算跨度:=30m20。15m=29.7m(5) 跨中及端部高度:采用无檩体系屋盖方案,缓坡梯形屋架。 取屋架在29。7m轴线处的高度 取屋架在3

2、0m轴线处的端部高度 屋架的中间高度 屋架跨中起拱按考虑,取60mm.二、结构形式与布置 屋架形式及几何尺寸如下图:梯形钢屋架支撑布置如下图:1、 荷载计算屋面荷载与雪荷载不会同时出现,计算时取较大值进行计算,故取屋面活荷载0。7 kN/m进行计算.屋架沿水平投影面积分布的自重(包括支撑)按经验公式计算,跨度单位为米(m)。荷载计算表如下:荷载名称标准值(kN/m)设计值(kN/m)预应力混凝土大型屋面板1.41。41。35=1。89三毡四油防水层0。40。41。35=0.54找平层(厚20mm)0。220=0.40.41.35=0。5480厚泡沫混凝土保护层0。086=0。480。481.3

3、5=0。648屋架和支撑自重0.12+0。011030=0.450.451.35=0。608管道荷载0.10.11.35=0。135永久荷载总和3。234.361屋面活荷载0.70.71。4=0.98积灰荷载0。60.61.4=0.84可变荷载总和0.31。82设计屋架时,应考虑以下三种荷载组合(1) 全跨永久荷载+全跨可变荷载:(2) 全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨节点永久荷载:半跨节点可变荷载:(3)全跨屋架(包括支撑)自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载 全跨节点屋架自重:半跨接点屋面板自重及活荷载:(1)、(2)为使用节点荷载情况,(3)为施工阶段荷载情况.4、内力计算 屋架在上述三种

4、荷载组合作用下的计算简图如下:由数解法解得F=1时的屋架各杆件的内力系数(F=1作用于全跨左半跨和右半跨)。然后进行组合,如下表:杆件名称内力系数(F=1)第一种组合F第二种组合第三种组合计算杆件内力(kN)全跨左半跨右半跨F1+F2F1F2F3F4F3F4上弦AB000000000BC、CD-11。948.98-3。42-6664.21-615.73-527。93297.27158.82-664.21DE、EF-19.97-14.39-6。83-1110。91-1019。51-895。68480。93-285。65-1110.91FG、GH-24。4316。61-9.571359。02123

5、0。921115。61-562.67-380.83-1359.02HI-26.05-16.3111。92-1449.141289.59-1217。69563。78-450.39-1449。14IJ、JK-26。5516.7612。00-1476.95-1316.59-1238.62578。14-455。19-1476。95下弦ab6.564.951.95364.93338.55289.41163。7486。25364.93bc16.4412.065.34914。54842。80732。72401.44227.86914。54cd22.5815。788.301256.101144.721022.

6、20531.11337.901256.10de25。5516.6910。831421.321276。191180。21570。86419.501421。32ef25。4013。9514.021412.981225。431226。57499。27507。071414.98斜腹杆aB11。55-8。85-3。31642。51-598.29-507.54-291。77148.68-642.51Bb9.436。953。04524.58483.96419.91231.10130。11524.58bD-8.125。67-3。01451。71-411。58368.01190.87-122。16451。71D

7、c6。324。062。76351.58314。56293.26139.44105.86351。58cF5。00-2.802.70-278。15242。11240.4799。6797。09-278。15Fd3.501.462.50194.70161。29178。3256.8683.72194.70dH-2。27-0.27-2。45-126.28-93.52129。23-19。3975。70-126。28He1。00-0.862.2855.6325。1676.6016.7464。3676。6016。74eg0.883。17-2.8148。9586.4611.4986。69-67.7786。6967

8、。77gK1。633.922.8090。68128。1918.11110。1763。41128.1963。41gI0.680.610。0937.8336.6828.1619。486.0437.83Aa0.5-0。50-27。8127.8119.6215。65-2.74-27.81竖杆Cb、Ec-11055。6355。63-39。2531.305。4755.63Gd1-10-55.6355。63-39。25-31.305。47-55.63Jg-110-55。63-55。63-39.2531。305。47-55。63Ie-1.47-1.43081。77-81。12-57。7044。98-8。048

9、1.77Kf0000000005、 杆件设计(1) 上弦杆整个上弦采用等截面,按IJ、JK杆件的最大设计内力设计,即 N= 1476。95kN上弦杆计算长度:屋架平面内:为节间轴线长度,即屋架平面外:由于屋架为无檩体系,并且认为大型屋面板只起到刚性系杆作用,根据支持布置和内力变化情况,取为支撑点间的距离,即 =3m根据屋架平面外上弦杆的计算长度,上弦截面选用两个不等肢角钢,短肢相并,如图:腹杆最大内力N= -642.51kN,查表得中间节点板厚度选用12mm,支座节点板厚度选用14mm。 设=60,查Q235钢的稳定系数表,得(由双角钢组成的T形和十字形截面均属b类),则需要的截面积为:需要的

10、回转半径: 根据需要A、查角钢表,选用218011016,肢背间距a=12mm,则:A=8827。8,=30。6mm,=88.4mm验算: 由于=150,所以满足细长比要求. 因为,只需求,查表得=0.861,则故所选截面符合要求。(2) 下弦杆整个下弦杆采用同一截面,按最大内力所在的杆计算. N=1421。32kN,mm(因跨中有通长系杆),所需截面为:选用218011012,因,故用不等肢角钢,短肢相并,如下图 故所选截面符合要求。(3) 端斜杆aB杆件轴力: N= 642.51kN计算长度: 因为,故采用不等肢角钢,长肢相并,使.选用21409010,则 A=44。522cm, 因为,只

11、需要求,查表得0.769,则所以所选截面符合要求。(4)腹杆此杆可在g点处不断开,采用通杆。最大拉力: 最大压力: 在桁架平面内的计算长度取节点中心间距,在桁架平面外的计算长度:选用2635,查表有:因,只需求,查表得=0。365,则符合要求(5)竖杆由于杆件内力较小,按选择,则需要的回转半径为查型钢表,选截面的和较上述计算的和略大。选用2635,其几何特征为因,只需求,查表得=0。481,则符合要求.(6)斜腹杆选用2505,其几何特征为符合要求。(7)竖杆由于杆件内力较小,按选择,则需要的回转半径为选用2505,其几何特征为因,只需求,查表得=0。745,则符合要求.(8)斜腹杆选用2635,其几何特征为符合要求. (9)斜腹杆 选用210010,则:A=3852.2,=30。5mm,=46mm验算: 故所选截面符合要求。(10)腹杆由于杆件内力较小,按选择,则需要的回转半径为选用2505,其几何特征为因,只需求,查表得=0.478,则符合要求。 (11)斜腹杆 设=80,查得需要的截面积为:需要的回转半径: 根据需要A、查角钢表,选用210010,则:A=3852.2,=30.5mm,=46mm验算:因,只需求,查表得=0.747,则符合要求。(12) 斜腹杆 选用2906,则:

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