18m跨三角形钢桁架课程设计

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1、一、设计题目18m跨三角形钢桁架二、设计资料1、某单层轻型工业厂房，平面尺寸18m×90m，柱距6m，柱高6m，采用三角形钢屋架，跨度18m，屋面坡度i=1/3,屋面防水材料为波形彩钢瓦+50厚玻纤棉+钢丝网铝箔，冷弯薄壁C型钢檩条，檩条斜距1.555m，支撑布置自行设计，无吊车。采用钢筋混凝土柱，混凝土强度等级为C20，钢屋架与柱铰接，柱截面尺寸400×600mm；使用温度-5摄氏度以上，地震烈度8度，连接方法及荷载性质，按设计规范要求。屋架轴线图及杆件内力图见图。2、荷载标准值如下：（1）、

2、永久荷载（沿屋面分布）屋面防水结构+檩条0.2KN/m2钢屋架及支撑等自重0.35KN/m2（2）、可变荷载屋面活荷载（按水平投影）0.50KN/m2基本风压（地面粗糙度为B类）0.80KN/m2三、要求设计内容1、屋盖结构布置2、屋架杆件内力计算和组合3、选择杆件截面型号，设计节点4、绘制施工图四、课题设计正文（一）屋盖结构布置：上弦节间长度为两个檩距，有节间荷载。上弦横向水平支撑设置在房屋两端及伸缩缝处的第一开间内，并在相应开间屋架跨中设置垂直支撑，在其余开间屋架下弦跨中设置一道通长的水平系

3、杆。上弦横向水平支撑在交叉点处与檩条相连。上弦杆在屋架平面外的计算长度等于其节间几何长度；下弦杆在屋架平面外的计算长度为屋架跨度的1/2。具体支撑布置如下图：精选范本,供参考！（二）、屋架杆件内力计算和组合1、荷载组合：恒载+活荷载；恒载+半跨活荷载2、上弦的集中荷载及节点荷载如下图：精选范本,供参考！上弦集中荷载及节点荷载表荷载形式荷载分类集中荷载（设计值）P丿/KN节点荷载（设计值）P=2P丿/KN备注恒载5.8411.68P丿=1.2×0.55×1.555×3/√10×6=5.84KN活荷

4、载6.2012.4P丿=1.4×0.5×1.555×3/√10×6=6.20KN恒载+活荷载12.0424.08P丿=5.84KN+6.20KN=12.04KN3、上弦节点风荷载设计值如图所示。（1）按照规范可知风荷载体形系数：背风面-0.5；迎风面-0.5（2）上弦节点风荷载为：W=1.4×（-0.5）×0.8×1.556×6=-5.228KN4、内力计算（1）杆件内力及内力组合如下表：（2）上弦杆弯矩计算。精选范本,供参考！端节间跨中正弯矩为M1=0.8M0=0.8×P丿l=0.8（1/4×

5、12.04kNm×3/√10×1.555m）=3.553kNm中间节间跨中正弯矩和中间节点负弯矩为M2=0.6M0=0.6×1.862kNm=1.1172kNm（三）杆件截面选择、设计节点（1）上弦杆截面整个上弦不改变截面，按最大内力计算。杆1内力N=-175.6kN，M1x=1.49kNm，M2x=1.117kNm。选用2∟70×6,A=16.32cm2,W1x=38.74cm3，W2x=14.96cm3。ix=2.15cm，iy=3.11cm。长细比λx=<[λ]=150Λy=<[λ]=15

6、0<0.58×=0.58×=12.9λyz=由λxλy查表得（b类截面），塑性系数1)弯矩作用平面内的稳定性。此端节间弦杆相当于规范中两端支承的杆件，其上作用有端弯矩和横向荷载并为异号曲率的情况，故取等效弯矩系数用跨中最大正弯矩验算，代入公式得精选范本,供参考！对于这种组合T形截面压弯杆，在弯矩的效应较大时，可能在较小的翼缘一侧因受拉塑性区的发展而导致构件失稳，补充验算如下：==6.3N/mm2

7、稳定性。由于，所以梁的整体稳定系数可由下式计算等效弯矩系数。用跨中最大正弯矩验算，代入公式得=166.2N/mm2

8、iy=2.52cm。精选范本,供参考！长细比λx=<[λ]=400Λy=<[λ]=400强度验算（3）腹杆截面杆10内力N=-13.54kN。选用∟36×4，A=2.756cm2，iy=0.7cm。长细比Λy=<[λ]=200<0.54×=0.54×=14.9λyz=<[λ]=200由λxλy查表得（b类截面），上式中0.812为单面连接单角钢的折减系数。上述计算也可采用表格形式进行。现将上述计算以及其他腹杆的计算一并列如下表：精选范本,供参考！屋架杆件截面选用表杆件名称杆件编号内力计算长度/㎝