18m跨度三角形钢结构设计..doc

届课程设计 三角形钢屋架课程设计 说明书 学生姓名 李泽光 学 号 3031214004 所属学院 水利与建筑工程工程学院 专 业 农业建筑环境与能源工程 班 级 18班 指导教师 吴 英 日 期 2017.06 塔里木大学教务处制 三角形钢屋架课程设计任务书 设计内容 （1）选择钢屋架的材料； （2）确定钢屋架的几何尺寸； （3）屋架及屋盖支撑的布置； （4）檩条的设计； （5）钢屋架的设计； （6）绘制钢屋架施工图。 设计题目： 钢屋架 设计资料： 某厂房总长度 90m，跨度根据不同的编号号从附表中取，屋盖体系可 从以下所给的类型中选取。纵向柱距 6m。 结构形式 : 钢筋混凝土柱，三角形钢屋架。柱的混凝土强度等级为 C30，三角形屋面坡度 i=1 ：2.5L 为屋架跨度。地区计算温度高于 -20 0C，无侵蚀性介质，地震设防烈度为 8 度，屋架下弦标高为 18m；厂房内桥式吊车为 2 台 150/30t （中级工作制），锻锤为 2 台 5t 。 屋架采用的钢材、焊条为： Q345钢，焊条为 E50 型。 屋盖结构及荷载 （2）有檩体系：采用型钢檩条，压型钢板作屋面板。标准值为 0.58KN/m2 荷载： 屋架及支撑自重：按经验公式 q=0.12+0.011L ，L 为屋架跨度，以 m 为单位， q 为屋架及支撑自重，以 2 KN/m为单位； 基本风压为 0.50 KN/m 2，雪荷载为 0.3 KN/m 2；保温层 0.7KN/m2；积灰荷 载 1.3 KN/m 2 设计内容： 屋架形式及几何尺寸确定 作屋盖结构及支撑的布置图； 选择钢材及焊接材料，并明确提出对保证项目的要求； 对钢屋架进行内力、杆件截面尺寸的计算；设计一个下弦节点、一个上弦节点、支座节点、屋脊节点及下弦中央节点。 绘制钢屋架施工详图。 1、屋架尺寸 屋架几 何尺寸见图 2。 图二：屋架几何尺寸（单位： mm） 檩条和支撑布置 根据屋面材料的最大容许檩距，可将檩条布置于上弦节点上（见图 2），檩距为节间长度。在 檩条的跨中设置一道拉条。 根据厂房总长度 60m，跨度为 24m，有中级工作制吊车及第一开间尺寸 5.5m 等因素，可在厂房 两端的第二开间设置一道上弦横向水平支撑和下弦横向水平支撑， 并在同一开间两榀相邻屋架的腹 杆间设置两道垂直支撑（在跨度 1／ 3 左右处各一道，见图 3）。 上弦檩条可兼做系杆，故不另设系杆，在下弦跨中央设置一道通长的柔性系杆。此外，在厂房 两端的第一开间下弦各设置三道刚性系杆（见图 3）。 3.3 檩条的设计 选用【 12.6 槽钢截面，由型钢表查得， 自重 12.32kg ／ m≈0.12 kN m ， =62.1 3 ， =10.2 3 ， Wx cm cm Wy I x =391 cm4 。 1.荷载计算（对轻屋面，可只考虑可变荷载效应控制的组合） 永久荷载：（坡面） 压型钢板： 0.58× 1.77=0.902 kN m 檩条和拉条： 0.12 kN m gk =1.022 kN m 可变荷载：（檩条受荷水平投影面积为 1.77× 6=9.33 m2 ，没有超过 60 m2 ,故屋面均布活荷载取 0.5 kN m2 ，大于雪荷载，故不考虑雪荷载。 ） qk × 1.77 cos =0.5 × 1.77 × 0.9487=0.74 kN m =0. 5 图三 屋面支撑布置（单位： mm ） 檩条均布荷载设计值： q = G gk + Q qk =1.2× 1.022+1.4 × 0.74=2.2624 kN m qx = q cos =2.2624 ×0.9487=2.15 kN m qy = q sin =2.2624 × 0.3162=0.72 kN m 2.强度验算 弯矩设计值（见图 4）： 图 4 弯矩图 M x = 1 qxl 2 = 1 × 2.15× 62 =9.675 kN m 8 8 M y = 1 qy ( l )2 = 1 ×0.72 × ( 6)2 = 0.81 kN m 8 2 8 2 （因为在檩条的垮中设置了一道拉条） 檩条的最大应力（拉应力）位于槽钢下翼缘的肢尖处。 M X + M y 12.5775 10 6 1.25775 10 6 X Wnx yWny = 1.2 10.2 103 1.05 62.1 103 =89.24 N mm2 ＜ f=215 N mm2 刚度验算 只验算垂直于屋面方向的挠度。 荷载标准值： gk + qk =1.35366+0.99=2.34366 kN m ( qk gk ) y = （ gk + qk ） cos =2.34366× 0.9285 =2.176 kN m v = ( gK qK )3y 5