钢屋盖设计任务书(三角形屋架)一、设计资料某车间(或厂房)跨度L,长度60m,柱距6m,屋面材料为压型钢板复合板,屋面坡度i=1/2.5,屋面活荷载标准值为0.5kN/m2,屋架简支于钢筋混凝土柱上,混凝土强度等级C30,柱截面400mm×400mm。其他设计资料如下:A、跨度编号A1A2A3A4L(m)15182124B、永久荷载编号B1B2B3屋面永久荷载标准值(kN/m2)0.50.60.8注:表中给出的永久荷载尚未包含屋架和支撑自重。C、雪荷载编号C1C2C3C4C5雪荷载标准值(kN/m2)0.350.450.550.650.70D、积灰荷载编号D1D2厂房类别水泥厂烘干房(屋面无挡风板)锰、铬铁合金车间(屋面无挡风板)二、题目分配雪荷载跨度C1C2C3C4C5C1C2C3C4C5C1C2C3C4C5A1159131721252933374142434445A22610141822263034384647484950A3371115192327313539A4481216202428323640跨度永久荷载B1B2B3注:土木10-1班执行D1组合;土木10-2班执行D2组合;各班学生在题目分配表中按自己学号所对应的设计资料并结合各自班级的D组合进行设计。三、设计要求计算书:内容应详尽,主要内容应包括:设计任务书,材料选择,屋架形式、几何尺寸,支撑布置,荷载汇集,杆件内力计算及组合,杆件截面选择,典型节点设计(屋脊、跨中拼接节点,上下弦节点、支座)等。图纸:应符合制图规范及要求,表达应完整;绘制要求:主要图面应绘制正面图、上下弦平面图,必要的侧面图、剖面图,以及某些安装节点或特殊零件的大样图;在图的左上角绘制屋架简图,并注明杆件几何长度(左半跨)及杆件内力设计值(右半跨),图面右侧应绘制材料表及编写有关文字说明,如钢材型号、附加说明、焊条型号、焊接方法、质量要求等。(注:采用A1图纸594mm×841mm)四、主要参考资料1、戴国欣主编.钢结构(第三版).武汉:武汉理工大学出版社,20072、夏志斌,姚谏.钢结构—原理与设计.北京:中国建筑工业出版社,20043、张耀春主编.钢结构设计原理.北京:高等教育出版社,20044、汪一骏等.钢结构设计手册(第三版).北京:中国建筑工业出版社,20045、建筑结构荷载规范(GB50009—2001)6、钢结构设计规范(GB50017—2003)7、建筑结构制图标准(GB/T50105—2001)目录1设计资料…………………………………………………………………………………………12屋架形式、几何尺寸及支撑布置………………………………………………………………23荷载和内力计算…………………………………………………………………………………23.1荷载计算……………………………………………………………………………………23.2荷载组合……………………………………………………………………………………33.3内力计算……………………………………………………………………………………34杆件截面计算……………………………………………………………………………………44.1上弦…………………………………………………………………………………………44.2下弦…………………………………………………………………………………………54.3中间腹杆JG…………………………………………………………………………………54.4斜腹杆IK,K…………………………………………………………………………………64.5腹杆DI…………………………………………………………………………………64.6腹杆BH,…………………………………………………………………………………74.7腹杆HD,…………………………………………………………………………………75节点设计…………………………………………………………………………………………95.1下弦节点……………………………………………………………………………………95.2脊节点……………………………………………………………………………………95.3上弦节点……………………………………………………………………………………115.4下弦节点J…………………………………………………………………………………125.5支座节点A…………………………………………………………………………………125.5.1下弦杆与节点板焊缝计算………………………………………………………………135.5.2上弦杆与节点板焊缝计算………………………………………………………………135.5.3支座底板计算………………………………………………………………145.5.4所需底板厚度t的计算………………………………………………………………145.5.5支座加劲肋设计………………………………………………………………155.5.6节点板………………………………………………………………156、参考资料………………………………………………………………15钢结构课程设计11设计资料及屋架尺寸某车间(或厂房)跨度24m,长度60m,柱距6m,屋面材料为压型钢板复合板,屋面坡度i=1/2.5,屋面活荷载标准值为0.5kN/m2,屋架简支于钢筋混凝土柱上,混凝土强度等级C30,柱截面400mm×400mm。屋架形式及几何尺寸:屋面坡度i=1/2.5,屋面倾角1/2.52148'arctg,屋架计算跨度为030023700llmm,屋架跨中高度为H=23700/5=4740mm,上弦长度为0/2cos23700/20.92812762Llmm,取6节间,节间长度为12762/62127smm,节间水平投影长度为cos21270.92851975smm。图1屋架几何尺寸2支撑布置1.在房屋两端第一柱间各设置一道上弦平面横向支撑和下弦平面横向支撑。2.在横向支撑同一柱间的屋架长压杆D-I和D'-I'处各设置一道垂直支撑,以保证长压杆出平面的计算长度符合规范要求.3.在各屋架的下弦点I和I'各设置一道通长柔性水平系杆,水平系杆的始终端连于屋钢结构课程设计2架垂直支撑的下端节点处。4.上弦横向支撑和垂直支撑节点处的水平系杆均由该处檩条代替。图2屋盖支撑布置3荷载计算3.1荷载计算永久荷载0.50KN/m2屋架和支撑自重0.12+0.11L=0.38KN/m2合计0.88KN/m2活荷雪荷,故不考虑雪荷,则钢结构课程设计3雪荷0.50KN/m2积灰荷载1.00KN/m2合计1.50KN/m23.2荷载组合①按可变荷载Q=(1.2×0.88+1.4×0.5+1.4×0.9×1.0)×1.975×6=35.74kN②按永久荷载Q=(1.35×0.88+1.4×0.5×0.7+1.4×0.9×1.0)×1.975×6=34.82kN故取节点荷载为35.74kN,支座反力为214.44kN.3.3屋架杆件内力计算图3屋架内力表1屋架杆件内力组合设计值杆件内力系数内力设计值/KN(F=35.74kN)备注上弦杆ABBCCDDEEF-14.81-13.66-14.07-13.70-13.68-529.31-488.21-502.86-489.64-488.92负为压杆钢结构课程设计4FG-12.78--456.76下弦杆AHHIIJ+13.75+11.25+7.50+491.43+402.08+268.05正为拉杆腹杆DIBH、CHEK、FKHD、DKIKKGGJ-2.79-1.21-1.21+2.50+1.88+3.750.00-99.71-43.25-43.25+89.35+67.19+134.030.00符号同上续表14杆件截面选择4.1上弦杆按弦杆最大内力-529.31kN,选出中间节点板厚度为l2mm,支座节点板厚度为14mm。整个上弦不改变截面,按最大内力计算Nmax=-529.31KN,lox=loy=2127mm,选用2L110×8,A=34.48cm2,ix=3.4cm,iy=4.89cm4.1.1刚度和稳定性验算λx=150][6.624.37.212xoxilλy=150][5.4389.47.212yoyil查表得x=0.793(b类)4.1.2强度验算双脚钢T型截面绕对称轴按弯扭屈曲计算长细比tb=22.11117.21258.058.075.138.011bloy故λyz=3.9tb(1+426.18btloy)=3.9×13.75×(1+422116.188.07.212)=59.33x=62.6得x=0.793钢结构课程设计5σ=222153.19110048.34793.0100031.529mmNfmmNANX上弦填板的设置。一个角钢对于平行于填板的自身形心轴的回转半径3.09xicm,40403.09123.6xicm。上弦为压杆,节间长度为212.7cm,每节间设一块填板,则间距为。212.7/2=106.35cm123.6cm填板尺寸为8010120mmmmmm。4.2下弦杆下弦杆均为拉杆,整个下弦采用等截面,按最大内力F=491.43KN计算。屋架平面内计算长度按最大节间IJ,即497.6oxlcm;屋架平面外计算长度因跨中有一道系杆,故1185oylcm。下弦杆所需截面积为22286215100043.491mmfFAnn选用2L100×63×8,A=25.2cm2,采用短肢相并,1.44xicm,3.76yicm。强度验算:/497.6/1.44346350xoxxli/1185/3.76315350yoyyli下弦填板设置:一个角钢对于平行于填板的自身形心轴的回转半径2.39icm,拉杆按80802.39191.2icmIJ节间设两块填板:497.2/3165.73191.2cmcm填板尺寸为801070mmmmmm4.3中间竖腹杆JG中间竖腹杆,0,474NFlcm。对连接垂直支撑的屋架,采用2L564组成的十字形截面,2.18oxicm,单个角钢L56×4,min1.11icm。按支撑压杆验算容许长细比。00.90.9474426.6llcm钢结构课程设计60min/426.6/2.18196200li填板设置按压杆考虑:min80801.1188.8icm,设置4块,474/594.8cm88.8cm,填板尺寸为8010100mmmmmm4.4主斜腹杆IK、KG主斜腹杆IK、KG两杆采用相同截面,343.7oxlcm,2343.7687.4oylcm,内力设计值为KNFn03.134。所需净截面面积2223.6623215100003.134/cmmmfFAnn,选用2L50×6,223.496.98Acm,1.38xicm,2.24yicm考虑桁架分为两小榀运输时,主斜腹杆需用螺栓在工地拼接,安装螺栓直径取16mm,螺孔直径17.5mm,则实际228.62.075.1298.6cmAn。强度验算:222154.21310028.6100003.134/mmNmmNAFnn容许长细比验算:/343.7/1.38249350xoxxli/687.4/2.24306350yoyyli填板设置按180801.38110.4icm,IK、KG各设置两块,343.7/3=114.57cm110.4cm。填板尺寸为801065mmmmmm。4.5腹杆DIF=-99.71KN,0.80.8255.5204.4oxllcm,255.5oyllcm选用2L565,223.97.8Acm,1.54xicm,2.43yicm若选用2L454,223.4866.972Acm,1