人字形单斜式腹杆屋架钢结构设计计算书.doc

《钢结构基本原理》课程设计 任 务 书 目录 一、荷载及内力计算 6 （一）荷载计算 6 （二）荷载组合 6 （三）内力计算 6 二、杆件截面选择 7 （一）上弦杆截面设计 7 （二）下弦杆截面设计 7 （三） 斜腹杆截面设计 8 （四） 中间竖杆截面设计 8 （五） 支座竖杆 9 三、檩条的布置和验算 9 四、节点设计 10 （一）下弦节点2 10 1、斜杆2-16与节点的连接焊缝计算 10 2、斜杆2-15与节点的连接焊缝计算 11 3、下弦杆与节点板连接焊缝计算 11 （二） 上弦节点15 12 1、斜杆2-15与节点板连接焊缝计算 12 2、斜杆3-15与节点板连接焊缝计算 12 3、上弦杆与节点板连接焊缝计算 13 （三）屋架端部支座节点 14 1、支座底板计算 14 2、腹杆杆端焊缝计算 14 3、底板计算 14 4、加劲肋与节点板连接焊缝计算 16 5、节点板、加劲肋与底板的连接焊缝计算 16 参考文献 17  图1.人字形屋架几何尺寸图 图2.人字型屋架内力图  表1.人字型屋架轴力值 图3.垂直支撑1-1 图4.垂直支撑2-2  图5.上弦平面支撑  图6.下弦平面支撑  一、荷载及内力计算 （一）荷载计算 高分子卷材防水 0.05KN/m2 找平层（2mm厚） 0.40 KN/m2 泡沫混凝土保温层（8cm厚） 0.50 KN/m2 预应力混凝土大型屋面板 1.40 KN/m2 轧制H型钢檩条 0.125KN/m2 恒载总和 2.475KN/m2 雪荷载 0.50 KN/m2 积灰荷载 0.30 KN/m2 可变荷载总和 0.80 KN/m2 由于屋面坡度不大，对荷载的影响较小，未予考虑。风荷载为吸力，重屋盖可不考虑。 （二）荷载组合 一般考虑全跨荷载，对跨中部分斜杆（一般为跨中每侧各两根斜腹杆）可考虑半跨组合，本设计在计算杆件截面时，将这些腹杆均按压杆控制长细比，不必考虑半跨荷载作用情况，只计算全跨满载时的杆件内力。 节点荷载： 组合一（可变荷载效应控制的组合）： Fd=(1.2×2.475+1.4×0.5+1.40.90.3)×4×9=138.168KN 组合二（永久荷载效应控制的组合）： Fd=(1.35×2.475+1.4×0.7×0.5+1.40.9×0.3)×4×9=151.53KN 因此，节点荷载取151.53KN. （三）内力计算 用图解法或数解法均可计算出全跨荷载作用下，屋架的杆件内力。其内力设计值见图。 二、杆件截面选择 腹杆最大轴力为-563.16KN，查表可知，选用支座节点板厚t=14mm,中间节点板厚可为t=12mm。 （一）上弦杆截面设计 整个上弦不改变截面，按最大内力计算。Nmax=-1265.88KN 设，查Q235钢的稳定系数表，可得（由双角钢组成的T形和十字形截面均属于b类），则需要的截面积为 根据需要A，，查角钢规格表，选用，肢背间距a=12mm，则： ，， 按所选角钢进行验算： 则=72.17，，＜ 故所选截面满足要求。 （二）下弦杆截面设计 也不改变截面，按最大内力计算。Nmax=1342.02KN 所需截面积为： 选用，因≥，故用不等肢角钢，短肢相并， ，，.