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1、梯形屋架课程设计目 录第一章：设计资料2第二章：结构形式与布置22.1 柱网布置22.2屋架形式及几何尺寸22.3支撑布置3第三章：荷载计算及杆件内力计算43.1屋架荷载计算43.2屋架杆件内力系数43.3杆件内力组合5第四章：屋架杆件截面选型64.1杆件截面选型6第五章：屋架杆件焊缝计算85.1腹杆焊缝计算85.2下弦杆焊缝计算85.3上弦杆角钢尖焊缝计算8第六章：屋架节点设计96.1下弦拼接节点k96.2上弦拼接节点K96.3下弦一般节点c96.4上弦一般节点B106.5支座节点a10第七章：角钢杆件填板间距与形心距计算12第一章：设计资料 某单跨单层厂房，跨度L24m，长度54m，柱距6
2、m，厂房内无吊车、无振动设备，屋架铰接于混凝土柱上，屋面采用1.5*6.0m太空轻质大型屋面板。钢材采用Q235BF，焊条采用E43型，手工焊。柱网布置如图2.1所示，杆件容许长度比：屋架压杆【】150屋架拉杆【】350。第二章：结构形式与布置2.1 柱网布置图2.1 柱网布置图2.2屋架形式及几何尺寸由于采用大型屋面板和油毡防水屋面，故选用平坡梯形钢屋架，未考虑起拱时的上弦坡度i1/10。屋架跨度l24m，每端支座缩进0.15m，计算跨度l0l2*0.15m23.7m；端部高度取H02m，中部高度H3.2m；起拱按fl0/500，取50mm，起拱后的上弦坡度为1/9.6。配合大型屋面板尺寸（
3、1.5*6m），采用钢屋架间距B6m，上弦节间尺寸1.5m。选用屋架的杆件布置和尺寸如施工图所示。图2.2 屋架的杆件尺寸2.3支撑布置由于房屋较短，仅在房屋两端5.5m开间内布置上、下弦横向水平支撑以及两端和中央垂直支撑，不设纵向水平支撑。中间各屋架用系杆联系，上下弦各在两端和中央设3道系杆，其中上弦屋脊处与下弦支座共三道为刚性系杆。所有屋架采用统一规格，但因支撑孔和支撑连接板的不同分为三个编号：中部6榀为WJ1a ,设6道系杆的连接板，端部第2榀为WJ1b，需另加横向水平支撑的的连接螺栓孔和支撑横杆连接板；端部榀（共两榀）为WJ1c。图2.3 上弦平面图2.3下弦平面与剖面第三章：荷载计算
4、及杆件内力计算3.1屋架荷载计算表3.1 屋架荷载计算表分类荷载项目名称荷载大小（KN/m2）组合系数（KN/m2）组合值（KN/m2）恒载1太空轻质大型屋面板0.551.350.7432防水层0.100.1353屋架及支撑自重0.150.2034悬挂管道0.050.068和0.851.148活载屋面活荷载0.661.40.92总荷载2.073.2屋架杆件内力系数 屋架上弦左半跨单位节点荷载作用下的杆件内力系数经计算如图所示。屋架上弦左半跨单位节点荷载、右半跨单位节点荷载、全跨单位节点荷载作用下的屋架左半跨杆件的内力系数kL、kR、k（kLkR）按图3.1所示，并已抄入表3.2中。 图3.1
5、屋架内力系数图3.3杆件内力组合 组合一全部恒、活荷载全部恒、活荷载：q=2.07KN/m2，F=2.07*1.5*6=18.63KN,杆件组合内力 N1=18.63k（KN） 组合二全跨恒荷载、半跨活荷载（相应于全垮恒、活荷载减去半跨活荷载）活荷载：q=0.92KN/m2，F=0.92*1.5*6=8.28KN, 杆件组合内力 N2= N18.28kL,R （KN） 组合三全跨屋架和支撑重、半跨屋面板重和活荷载：屋架和支撑重：q=0.15*1.350.20KN/m2，F=0.2*1.5*6=1.8KN,活荷载：q=0.7*1.35+0.921.87KN/m2，F=1.87*1.5*6=16.
6、83KN,杆件组合内力 N3= 1.8k+16.83 kL,R （KN）杆件内力组合见表3.2，其中第二、三组合对个别kL 、kR正负号的杆件计算，因为这种情况下第二、三组合的弦杆左右节间内力差N（设计弦杆焊缝用）将大于第一组合的N。表3.2 屋架杆件内力组合表杆件内力系数组合一组合二组合三内力设计值全恒活全恒半活全垮屋架和支撑重半跨屋面板重和活荷载KkL、kRN1=18.63k(1)8.28kL(kR)(2)N2(1)-(2)1.8k(3)16.83 kL(kR)(4)N3(3)+(4)N上弦杆AB0000BD-8.729-6.253-2.476-162.621-162.621DF-13.5
7、22-9.036-4.486-251.915-251.915FK-15.227-9.152-6.075-283.679-75.779-50.301-226.02-256.605-27.409-154.028-102.242-181.44-129.65-283.679KH-14.724-7.362-7.362-274.308-60.957-60.957-213.35-213.35-26.503-123.902-123.902-150.41-150.41-274.308下弦杆ac4.7393.4891.25088.28888.288ce11.5247.9993.525214.692214.692e
8、g14.6219.3245.297272.38977.20243.859195.19228.5326.318156.92389.149183.241115.467272.389gh15.1328.4166.716281.90969.68455.608212.23226.3027.238141.641113.030168.879140.268281.909斜杆aB-8.872-6.532-2.340-165.285-165.285Bc6.7794.6672.112126.293126.293cD-5.424-3.395-2.029-101.049-101.049De3.6831.8921.791
9、68.61468.614eF-2.486-0.697-1.789-46.314-46.314Fg1.101-0.4561.55720.512-3.77612.89224.2887.6201.982-7.67426.204-5.69228.186-5.69228.186gK0.0381.560-1.5220.70812.917-12.602-12.20913.3100.06826.255-25.61526.323-25.54726.323-25.547Kh-1.096-2.4741.378-20.418-20.48511.4100.067-31.828-1.973-41.63723.192-43
10、.61021.219-43.61021.219竖杆Aa-0.5-0.50-9.315-9.315CcGgEe-1.0-1.00-18.630-18.630Hh1.9660.9830.98336.62736.627支座反力R86.0251.975149.04149.04第四章：屋架杆件截面选型由表3.2知，腹杆最大内力N-165.285KN，查得采用节点板厚t6mm，但支座节点板加厚为12mm。4.1杆件截面选型 上弦杆AH为受压杆，先假设，b类截面0.714，f215N/mm2， AN/f283679N/0.714*215N/mm21847.951mm2，=1508/90=16.75mm, =
11、3016/90=33.51mm查课本上册附表四，选用L100*80*6，短肢相并双角钢。各杆件选型均按此法，计算数据如表4.1、4.2，选型见表4.3。腹杆为受压杆，先假设max=110，b类截面0.493，f215N/mm2， 腹杆aB：AN/f165285N/0.493*215N/mm21559.366mm2，=2539/110=23.082mm, =2539/110=23.082mm其余同上表4.1 受拉杆件截面选型及强度验算表杆类杆号内力所需截面积l0xl0yixiy截面选型截面积ixiyy应力215满足要求压杆等肢a B-165.285-1559.3662539253923.0822
12、3.082L75*6176023.134.6109.91373.382109.9130.493867.680-190.491c D-101.049-953.3372298287320.89126.118L63*5122819.428.9118.45499.412118.4540.447548.916-184.088e F-46.314-436.9452506313222.78228.473L63*5122819.428.9129.175108.374129.1750.392481.376-96.212gK-43.610-411.4352179339919.80930.900L63*5122819.428.9112.320117.612117.6120.453556.284-78.395A a-9.315-87.8822015201518.31818.318L56*5108217.226.2117.15176.908117.1510.453490.146-179.298C c-18.630-175.7631840230016.72720.909L56*51082
