钢结构课程设计说明书-钢结构梯形屋架课程设计

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1、河南理工大学钢结构设计钢结构课程设计计算说明书目录－、设计资料2二屋架形式，尺寸及支撑布置2三、荷载与内力计算41.荷载计算42.内力计算4四、杆件截面设计61.上弦杆62.下弦杆73.端斜杆Ba84.斜杆Bb95.再分腹杆c1G106.中竖杆Je11五、节点设计1220河南理工大学钢结构设计1.下弦节点b132.上弦节点B143.屋脊节点K154.下弦跨中节点e165.端部支座节点a17钢结构梯形屋架课程设计－、设计资料已知条件：天津某厂金工车间，梯形钢屋架跨度27m，长度180m，柱距6m。该车间内设有一台30t中级工作制桥式吊车。采用1.5m×6m预应力混凝土大型屋面

2、板，冬季最低温为-20度，采用80mm厚泡沫混凝土保温层，卷材屋面，屋面坡度i＝1/10。屋面活荷载标准值为0.7kN/m2，雪荷载标准值为0.3kN/m2，积灰荷载标准值为0.35kN/m2。屋架铰支在钢筋混凝土柱上，上柱截面为400mm×400mm，混凝土标号为C20。钢材采用Q235B级，焊条采用E43型。二屋架形式，尺寸及支撑布置屋架的计算跨度：Lo=27000－2×150=26700mm端部高度：h=2000mm（轴线处），h=2015mm（计算跨度处）跨中高度：屋架的高跨比：屋架形式及几何尺寸见图1所示。20河南理工大学钢结构设计屋架支撑布置见图2所示。20河南

3、理工大学钢结构设计符号说明：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、荷载与内力计算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。1.永久荷载标准值防水层（三毡四油，上铺小石子）kN/㎡找平层（20mm厚水泥砂浆）kN/㎡保温层（80mm厚泡沫混凝土）kN/㎡预应力混凝土大型屋面板kN/㎡屋架和支撑自重总计3.72kN/㎡`可变荷载标准值屋面活荷载kN/㎡总计0.98kN/㎡2.荷载组合设计屋架时，应考虑以下三种组合：①全跨永久荷载+全跨可变荷载全跨节点永久荷

4、载及可变荷载：F=(3.72+0.98)×1.5×6=42.3kN②全跨永久荷载+半跨可变荷载20河南理工大学钢结构设计全跨节点永久荷载：F1=3.72×1.5×6=33.48kN半跨节点可变荷载：F2=0.98×1.5×6=8.82kN③全跨屋架及支撑自重+半跨大型屋面板重+半跨屋面活荷载全跨节点屋架及支撑自重：F3=0.54×1.5×6=4.86kN半跨大型屋面板重及活荷载：F4=(1.68+0.98)×1.5×6=23.94kN2.内力计算用图解法分别先求出左半跨和右半跨单位荷载作用下的杆件内力系数，二者相加得到全跨单位荷载作用下节点的内力系数，然后乘以实际的节点荷载

5、，得到相应的内力。屋架在上述第一种荷载组合作用下，屋架的弦杆，竖杆和靠近两端的斜腹杆，内力均达到最大。在第二种和第三种荷载组合作用下，靠跨中的斜腹杆的内力可能达到最大或发生变号。因此，在全跨荷载作用下所有杆件的内力均应计算，而在半跨荷载作用下仅需计算近跨中的斜腹杆内力。计算结果列下表。20河南理工大学钢结构设计表1-屋架杆件的计算内力注：表内负责表示压力；正值表示拉力四、杆件截面设计腹杆最大内力，20河南理工大学钢结构设计由屋架节点板厚度参考可知：支座节点板厚度取t=14mm；其余节点板与垫板厚度取t=12mm。1.上弦杆腹杆最大内力，N=-472.07KN，由屋架节点板厚

6、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相同一截面，按最大内力计算，N=-851.92KN计算长度：屋架平面内取节间轴线长度=150.8cm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：=300cm因为2≈，故截面宜选用两个不等肢角钢，且短肢相并，见图4图4上弦截面要截面积==需要回转半径==2.51cm==5.00cm根据需要的、、查角钢型钢表，初选2L，A=6940，=2.80cm，=7.86m。按所选角钢进行验算20河南理工大学钢结构设计===52.9＜[λ]=150===3

7、8＜[λ]=150由于则：＜[λ]=150由于，只需求出，查轴心受力稳定系数表，＝0.8384<215MPa所选截面合适。2.下弦杆整个下弦杆采用同一截面，按最大内力计算，N=891.68kN计算长度：屋架平面内取节点间轴线长度=4500mm屋架平面外根据支撑布置取=13350mm计算需要净截面面积=选用2L（短肢相并），见图5。20河南理工大学钢结构设计图5下弦截面A=6940，=2.51cm，=6.93cm。按所选角钢进行截面验算，取（若螺栓孔中心至节点板边缘距离大于100mm，则可不计截面削弱影响）N/<21