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1、 钢构造课程设计、设计资料1、条件：梯形钢屋架跨度33m，长度120m，柱距6m。屋架铰接于混凝土柱上，屋面采用单层彩色钢板波形瓦，屋面坡度i1/10。屋面活荷载标准值为0.7 kN/m2，屋架铰支在钢筋混凝土柱上，上柱截面为400 mm400 mm，混凝土标号为C20。钢材采用Q345B级，焊条采用E50型。2、屋架计算跨度：Lo=3320.15=32.7m，3、跨中及端部高度：端部高度：h=1900mm轴线处，h=1915mm计算跨度处。屋架的中间高度h=3400mm，屋架跨中起拱按Lo/500考虑，取60mm。二、构造形式与布置屋架形式及几何尺寸见图1所示，支撑布置见图2所示。 图1 屋
2、架形式及几何尺寸符号说明：GWJ-钢屋架；SC-上弦支撑：XC-下弦支撑；CC-垂直支撑；GG-刚性系杆；LG-柔性系杆 图2 屋架支撑布置图三、荷载与力计算1.荷载计算荷载与雪荷载不会同时出现，故取两者较大的活荷载计算。永久荷载标准值钢屋架和支撑自重 0.12+0.01130=0.45kN/单层彩色钢板波形瓦 0.12kN/ 总计 0.57kN/可变荷载标准值屋面活荷载 0.70 kN/总计 0.7kN/永久荷载设计值 1.20.57=0.684kN/可变荷载设计值 1.40.7=0.98kN/2.荷载组合设计屋架时，应考虑以下三种组合： 全跨永久荷载+全跨可变荷载 全跨节点永久荷载及可变荷
3、载： F=(0.684+0.98) 1.56=14.97kN 全跨永久荷载+半跨可变荷载 全跨节点永久荷载： F1=0.6841.56=6.156kN 半跨节点可变荷载： F2=0.981.56=8.82 kN 全跨屋架及支撑自重+屋面板重+半跨屋面活荷载 全跨节点屋架及支撑自重： F3 =0.451.21.56=4.86kN半跨大型屋面板重及活荷载： F4=(1.40.12+0.71.4) 1.56= 10.33kN3.力计算本设计采用程序计算杆件在单位节点力作用下各杆件的力系数，见表1。杆件名称 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力KN)全跨左半跨右半跨F1*+F2*
4、F1* +F2*F3* +F4*F3* +F4*上弦AB00-0.010.00 0.00 -0.16 0.00 -0.26 -0.26 BC CD-11.35-8.49-3.45-631.39 -584.54 -501.99 -281.38 -151.20 -631.39 DE EF -18.19-13.08-6.25-1011.89 -928.19 -816.31 -437.36 -260.94 -1011.89 FG GH -21.53-14.62-8.46-1197.69 -1084.51 -983.61 -495.40 -336.29 -1197.69 HJ-22.36-13.98-1
5、0.25-1243.86 -1106.60 -1045.50 -483.41 -387.07 -1243.86 IJ JK-22.73-14.3910.2-1264.45 -1127.84 -725.05 -496.03 139.13 -1264.45 下弦ab 6.334.941.83352.13 329.36 278.42 162.23 81.89 352.63 bc 15.3611.34.98854.46 787.96 684.44 375.90 212.65 854.46 cd 20.2114.147.431124.26 1024.84 914.93 475.78 302.47 112
6、4.26 de 22.1214.449.391230.51 1104.72 1022.00 493.98 363.54 1230.51 ef21.2311.6811.681181.00 1024.57 1024.57 417.82 417.82 1181.00 斜腹杆aB-11.34-8.66-3.27-630.83 -586.93 -498.65 -285.72 -146.49 -630.83 Bb8.816.472.87490.09 451.76 392.79 215.31 122.32 490.09 bD-7.55-5.23-2.84-420.00 -382.00 -342.85 -17
7、6.39 -114.66 -420.00 Dc5.393.392.44299.84 267.08 251.52 117.05 92.51 299.84 cF-4.23-2.25-2.43-235.31 -202.88 -205.83 -81.26 -85.91 -235.31 Fd2.620.882.13145.75 117.25 137.72 37.06 69.35 145.75 dH-1.510.22-2.12-84.00 -55.66 -93.99 -2.58 -63.02 -93.99 He0.29-1.251.8916.13 -9.09 42.34 -30.70 50.41 50.4
8、1 -27.55 eg 1.533.4-2.2885.11 115.74 22.70 96.19 -50.25 115.74 -50.52 gK2.164.07-2.32120.16 151.44 46.78 116.94 -48.11 151.44 -48.11 gI0.490.54-0.0627.26 28.08 18.25 16.63 1.13 28.08 竖杆Aa-0.55-0.540-30.60 -30.43 -21.59 -16.96 -3.01 -30.60 Cb Ec-1-0.990-55.63 -55.47 -39.25 -31.04 -5.47 -55.63 Gd-0.98
9、-0.980-54.52 -54.52 -38.46 -30.67 -5.36 -54.52 Jg-0.85-0.90-47.28 -48.10 -33.36 -27.90 -4.65 -48.10 Ie-1.42-1.430-78.99 -79.16 -55.73 -44.70 -7.77 -79.16 Kf0.02001.11 0.78 0.78 0.11 0.11 1.12 四、杆件截面设计腹杆最大力，N=-630.83KN，由屋架节点板厚度参考可知：支座节点板刚度取14mm；其余节点板与垫板厚度取12mm。1.上弦杆整个上弦杆采用一样一截面，按最大力计算，N=-1264.45KN计算长
10、度： 屋架平面取节间轴线长度=1507mm 屋架平面外根据支撑，考虑到大型屋面板能起一定的支撑作用，取上弦横向水平支撑的节间长度：=4521mm根据屋架平面外上弦杆的计算长度，故截面宜选用两个不等肢角钢，且短肢相并，见图3图 3 上弦截面设=60，查轴心受力稳定系数表，=0.807需要截面积 =7287.7需要回转半径=根据需要的、 查角钢型钢表，初选 2 L 18011014，A=7793，=308mm， =88mm。按所选角钢进展验算：=150=150由于，只需求出，查轴心受力稳定系数表，0.847MPa ,故用不等肢角钢，短肢相并，见图4。图 4 下弦截面A=6742， =31mm，=8
11、7.4mm。= =350=350 所选截面满足要求。3. 端斜杆BaN-630.83kN， 2456mm。因为，故采用不等肢角钢，长肢相并，使，选用角钢2 L 1409010 A4452.2，44.7mm，87.4mm截面刚度和稳定验算：= =150= =150因为 只需求，查表得=0.764MPa215 MPa 所选截面满足要求。4.再分腹杆eg-gK此杆在g节点处不断开，采用通长杆件。拉力：KN， kN压力： kN， KN计算长度：屋架平面取节点间轴线长度 =0.82250=0.82250=1800mm 屋架平面外根据支撑布置取：=0.75+0.25=4500.75+0.25=4446.3mm选用 2 L 635，见图5。图5 再分腹杆egK 图6中竖杆KfA=1228.6， =19.4mm，=30.4mm。=53.9 =150=150 因为 只需求，查表得=0.32，那么MPa215 MPa拉应力：所选截面满足要求5.竖杆IeN-79.16KN， 0.830522442mm， 由于杆件力较小，按= =150选择，需要的回转半 查型钢表，选用2 L 635,其几何特性为 A=1228.6因为 只需求，查表得=0.406，那么 其余各杆件截面选择过程不一一列出，计算结果见表2 / 名称杆件编号力KN计算长度cm)截
