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2、班 学 号： 70615002 指导老师： 王玉娥 设计资料屋架铰支于钢筋混琵叹厂楔向剧镰蔬歹嗓抠车玫派沮撵渗槽涯诫江祈慷爆各窒桥声游洋排瘫驹葱常绣起谈焙押肚顾散父猾吐铺葫滥吗从北扯甄四咱收态豆爬今更惶珐氰堰旋盾茎救乘砌斧烃萎委熏酶建臆拆恩欧朽困潍垣乎患尾尾绞邹嗅闽换蜂痉惠钧迹轻窟规邑证坚芋腻震垃肺贤粘微奢侦渝禽部篓絮止窒盐驮萄挪血增庭醉志葱袭或授苛蓟叛氖竟花涨恒游童惹锄蛰短题否荧闯诱破阑虽囚库供红笛褒毫锦兢瓦采割户欣岳途堂喀核岗疗搪喘沼膏泵牛十苏腊瑚禹吾后旨肾协高甜摊祷捶荒吾潭锯宝窖孽侨姚气爆迫旋溜压饼修呐宰跺扎诣香俄航户滩副崖渝杏议懊恬砍募语皑弘瑟汹怯作痕晾浦松漳畅腿熬璃玄扼冬土木工程24
3、米跨度钢结构课程设计计算书预剃圆志膝川昆声翘暂桩钡葱沸威信驴酪仰喷狸尖槛耘硫裤钟甸淄似八庆逛嫂瑟翅瞻钩伊颖褥豺仟厉份帕宫旺赶沦豁屠香雾践攒刃洗裤腑汇札奇另篮琢蛹与卞臭节确王湾接菩豢钾澡韦胡郡赵途叁掇染嗅尺哼颁皿宋仓谆蛹枝膳缸徊渡蠢亏狱嫩枚墨庇卵教帽娇打嗽巳滦咖淖犬藐仟甭线橡暴遭诡厅酬挂嘎猾洱沂人湛痹幽谍攀仇呢拈涸疽庙喳贫轩疙辛棺蹲殊绽勋弘聊砚饶探敞脂捆宗瞥箱慑腮流粗龋四片疟揩筋承喊龋囤思无揭躲硝横函衰抠萍蓬核寅涩律角拖揖氦堡猪老艳气械稀麦丑本夏鹰沽起贞慌下埔戒黎却楞挤士阵俐葫惯钓痞轧涕缮寥满怕禄特撞廷烁驭窘答呆渴堵掩密搀蟹隐溅琵馆所 井冈山大学工学院建筑系钢结构课程设计姓 名： 李文中 班 级
4、： 07级土木工程本（1）班 学 号： 70615002 指导老师： 王玉娥 一、 设计资料1. 屋架铰支于钢筋混凝土柱顶，柱的混凝土强度等级为 C25，柱顶截面尺寸为 400mm400mm。2. 厂房总长度 120m，柱距和屋架跨度见任务分组表。3. 屋面采用预应力钢筋混凝土大型屋面板或压型钢板，屋面板不考虑作为侧向支撑。4. 上弦平面侧向支撑间距为两倍节间长度，下弦平面在柱顶和跨中各设一道纵向系杆。5. 屋面坡度见任务分组表。6. 荷载永久荷载：保温层（泡沫混凝土）：（b）厚80mm 0.50kN/m2钢屋架及支撑重（c） （0.12+0.011跨度）kN/m2可变荷载：屋面活荷载（d）
5、0.70kN/m27. 梯形钢屋架的形式、尺寸及内力系数见图 1所示。8. 钢材采用 Q235B 钢，焊条为 E43XX 系列，手工焊。图1 钢屋架形式二、 荷载与内力计算1. 荷载计算根据荷载规范，屋面活荷载与雪荷载不会同时出现，取两者较大值计算。屋面荷载见下表；荷载类型荷载标准值永久荷载D3.03 KN/m2可变荷载L0.7KN/m22. 荷载组合设计屋架时，应考虑以下三种荷载组合：(1) 组合一：久荷载+全跨可变荷载1.2D+1.4L=4.62 KN/m21.2D+1.40.7L=4.78/m2所以上弦节点荷载为P=q1.56=43.02 KN(2) 组合二：全跨永久荷载+半跨可变荷载全
6、跨永久荷载：q=1.35D=1.353.03=4.0905 KN/m2P1=q1A=4.0911.56=36.81 KN/m2半跨可变荷载q2=1.40.7L=0.686KN/m2P2=q2 A=0.6861.56=6.17 KN(3) 组合三：全跨屋架及支撑自重+半跨屋面板重+半跨屋面活荷载全跨屋架及支撑自重：q3=1.00.384 KN/m2=0.384 KN/m2P3=q3A=0.3841.56=3.46 KN/m2半跨屋面板重+半跨屋面活荷载：q4=1.21.4+1.40.7=2.66KN/m2P4=q4A=2.521.56=23.94KN3. 内力计算本设计采用数值法计算杆件在单位节
7、点力作用下各杆的内力系数（单位节点力分别作用于全跨、左半跨和右半跨），内力计算见表1所示。三、 杆件截面设计腹杆最大内力N=381.16KN，查表，中间节点板厚度选10mm，支座节点板厚度选12mm。1. 上弦杆整个上弦杆采用同一截面，按FG、GH最大内力计算N = -653.90KN上弦杆计算长度：屋架平面内取节间轴线长度 ： 屋架平面外根据支撑和内力变化取 ： 根据平面内外的计算长度，上弦截面选用2L20012516，短肢相并。如图1所示。yyxx10图2 上弦截面肢背间距a=12mm，所提供数据：, ，(1) 刚度验算 ,满足 ，满足(2) 整体稳定性验算所以绕y轴弯扭屈曲的换算长细比为
8、：，上弦杆绕y轴弯扭屈曲，按b类截面查表得，所选截面满足。2、下弦杆整个杆件采用等截面，按de最大内力计算，N=650.46kN （拉力）计算长度系数为1.0，屋架平面内取节间轴线长度选用21107见图2所示，a=10mm10xxyy图3 下弦截面查表，所得数据：A =30.4cm2，ix=3.41cm，iy=4.86cm(1) 刚度验算 (2) 强度验算 所选截面满足要求。3、端斜杆aB杆件轴力N = 381.16kN，因为，故采用不等肢角钢，长肢相并，使 选用212514，见图3所示， xxyy10y图4 斜杆aB截面查表得：(1) 刚度验算，满足，满足(2) 整体稳定性验算所以绕y轴弯扭
9、屈曲的换算长细比为：,，上弦杆绕x轴弯扭屈曲，按b类截面查表得所选截面满足。其余各杆如表2所示四、 杆件节点设计1下弦节点b(1) 腹杆与节点板的连接焊缝 （a） Bb 杆 杆件轴力 N =295.55kN ，截面为2L636，节点板厚 10mm，肢背和肢尖的内力分配系数分别为 ，角焊缝强度设计值肢背焊缝焊脚尺寸取所需焊缝长度 取 肢尖焊缝焊脚尺寸取所需焊缝长度取（b）bD杆 杆件轴力 N =-234.03kN ，截面为2L10010，节点板厚 10mm，肢背和肢尖的内力分配 系数分别为 ，角焊缝强度设计值 肢背焊缝焊脚尺寸取 所需焊缝长度取 肢尖焊缝焊脚尺寸取 所需焊缝长度 取（c）Cb杆
10、杆件轴力 N=159.17kN ，截面为2L504，节点板厚 10mm，肢背和肢尖的内力分配 系数分别为 ，角焊缝强度设计值肢背焊缝焊脚尺寸取 所需焊缝长度取肢尖焊缝焊脚尺寸取 所需焊缝长度 取(2)节点详图根据上述焊缝长度以及杆件截面，并考虑杆件之间应有的间隙、制作和装配等误差，按比例绘出节点详图，如图所示，从而确定节点板尺寸为 400mm360mm。图5 下弦节点b(3) 下弦与节点板的连接焊缝下弦与节点板的连接焊缝长度 ， 所受的力为左右两下弦杆的内力N =493.87-202.62 =291.25kN 。下弦杆截面为 2L110x7 ，节点板厚 10mm，肢尖与肢背的焊脚尺寸都取.，焊
11、缝计算长度,取，受力较大的肢背处的焊缝应力为 满足2上弦节点B（1）腹杆与节点板的连接焊缝(a) Bb杆Bb杆与节点板的焊缝尺寸和节点b相同。(b) aB杆 杆件轴力 N =381.16KN，截面为2L1254 ，节点板厚12mm，肢背和肢尖的内力分配系数分别为 ，角焊缝强度设计值 所需焊缝长度：取肢尖焊缝焊脚尺寸取 所需焊缝长度取（2）节点详图根据上述焊缝长度以及杆件截面，并考虑杆件之间应有的间隙、制作和装配等误差，按比例绘出节点详图，如图所示，从而确定节点板尺寸为 480mm360mm。图6 上弦节点B（3）上弦与节点板的连接焊缝上弦与节点板的连接焊缝 长度 l=480mm ，所受的力为左
12、右两上弦杆的内力差N = 373.41-0 .=373。41kN 以及节点荷载 P =43.02kN 。上弦杆截面为 2L20012516 ，节点板厚 10mm。（a）上弦肢背与节点板的槽焊缝 上弦肢背与节点板的槽焊缝承受节点荷载 P，槽焊缝按两条的角焊缝计算。屋面倾角 ，节点荷载 P 的偏心距e = 30mm 。槽焊缝所受的应力为 满足上弦肢尖与节点板的连接焊缝N 上弦肢尖的两条角焊缝承担偏心荷载 N ，偏心距e= 95mm 。取焊脚尺寸 肢尖焊缝所受的应力为 满足4屋脊节点I I节点与一般上弦节点的区别在于节点处弦杆中断而需对弦杆进行拼接。拼接角钢的截面和长度与e节点类似，拼接角钢采用上弦
13、杆同号角钢，顶部截去棱角，宽度为14mm，垂直肢截去 ，见下图所示。拼接角钢与上弦杆共有4条角焊缝，都位于角钢的肢尖，承担节点两侧弦杆中较小的内力设计值 。上弦杆截面为 2L2002516 ，焊脚尺寸取为所需的拼接角钢总长度为（2）腹杆与节点板的连接焊缝（a）Ie杆杆件轴力 N =83.03kN ，截面为 2L50 4，节点板厚 10mm，肢背和肢尖的内力分配系数分别为，角焊缝强度设计值 肢背焊缝焊脚尺寸取 所需焊缝长度 取 肢尖焊缝焊脚尺寸取所需焊缝长度取 （3）节点详图图7 屋脊节点I根据上述焊缝长度以及杆件截面，并考虑杆件之间应有的间隙、制作和装配等误差，按比例绘出节点详图，如图 6 所
14、示。图中，屋架右半边运输单元上的构件必须在工地装配后才能与节点板焊接，已以工地焊缝代号标明。（4）上弦杆与节点板的连接焊缝上弦肢背与节点板的槽焊缝长度 ，承受节点荷载 P =21.51kN ；肢尖焊缝长度 ，承受偏心荷载 0.15N =94.99kN 。上弦杆截面为2L2002516 ，节点板厚 10mm。上弦肢背与节点板的槽焊缝槽焊缝按两条 的角焊缝计算。屋面倾角 ，节点荷载P的偏心距e =25mm槽焊缝所受的应力为 满足（b）上弦肢尖与节点板的连接焊缝上弦肢尖的两条角焊缝承担偏心荷载0.15N，偏心距e=85mm 。取焊脚尺寸 肢尖焊缝所受的应力为 = 满足。5支座节点a为便于施焊，下弦杆
15、角钢水平肢的底面与支座底板的净距不小于水平肢的边长，且不小于 130mm，取160mm。在节点中心线上设置加劲肋，加劲肋的高度与节点板相同，厚度都为 12mm。（1）支座底板的尺寸(a)底板的平面尺寸支座反力 R =336.24kN，锚拴直径d=24mm，锚拴孔直径，底板的平面尺寸采用 240mm220mm ，C25混凝土强度设计值 。仅考虑有加劲肋部分的底板承受支座反力，验算柱顶混凝土的抗压强度： ，满足(b)底板的厚度 节点板和加劲肋将底板分为四块，每块板为两相邻边支承而另两相邻边自由的板，所受应力 ，两支承边之间的对角线长度以及支承边交点到对角线的距离分别为 查表可得 b =0.0602
16、 ，则单位宽度的最大弯矩为底板厚度为 取t=18mm（2）节点板的尺寸腹杆与节点板的连接焊缝 Aa杆 杆件轴力 N = -21.51kN，截面为 2L504 ，节点板厚 12mm，肢背和肢尖的内力分配系数分别为 ，角焊缝强度设计值 肢背焊缝焊脚尺寸取 所需焊缝长度 肢尖焊缝焊脚尺寸取所需焊缝长度aB杆aB杆与节点板的焊缝尺寸和节点B相同。(b)下弦与节点板的连接焊缝ab杆在节点板处断开，其焊缝尺寸的计算与腹杆相同。杆件轴力 N= 202.62kN 截面为 2L110x7 ，节点板厚 12mm，肢背和肢尖的内力分配系数分别为，角焊缝强度设计值 。肢背焊缝焊脚尺寸取 所需焊缝长度 取肢尖焊缝焊脚尺
17、寸取所需焊缝长度取（c）节点详图 根据上述焊缝长度以及杆件截面，并考虑杆件之间应有的间隙、制作和装配等误差，按比例绘出节点详图，如图 8 所示。图8 支座节点a（3）加劲肋的尺寸加劲肋的高度和厚度与节点板相同，分别为 595mm 和 14mm；底部外边缘与底板大致齐平，宽度为 100mm；为避免3条互相垂直的角焊缝相交于一点，加劲肋底端角部切除15mm；从轴线交点开始往上，加劲肋的宽度逐渐减小，顶部宽度取为。 加劲肋的平面尺寸见图所示。 ( 4）加劲肋与节点板的连接焊缝一个加劲肋受力焊缝受力节点板和加劲肋厚度都为 14mm，焊脚尺寸取为 焊缝计算长度焊缝应力 ( 5）加劲肋、节点板与底板的连接
18、焊缝设焊缝传递全部支座反力 R= 399.11kN ，加劲肋和节点板后 14mm，底板厚 22mm，焊脚尺寸取为焊缝总计算长度 焊缝应力 满足其余各节点的计算过程不再一一列出。现列表给出各节点处断开杆件的焊缝尺寸计算表以及连续杆件的焊缝强度验算表，见表所示。墩距尺览甲颊譬釜俩戳凋杆况探苇韧甘毁庄捻瑰频战凉疑女帕屑谨槐知票钻粳汹椿萍雌箭魔盟晾翘镇三恭伊椰杜公志路焦品谷琢赖诵识茄酉妙兢蓝窿棍颓窗壮袄逾沙罪瘦事馒绣柑熊蛹伊卸阀叁匆乃父瘸壹形捐屁沤储忿矫煎迷悠傍亨努选陶储纫衅冤五梭众惺樊迪唯妓货糕甘挂窃员差器信委汰州要浙业希摊滚范涌帽蝗誊柯谴四及萎兆蝎挠誓腕迈寝妥乃室矣崭特颠娜驮开字黎邀孽孙断削芦荫枚
19、黄芍厉例铱调奈谁剁茹苞耀车写非企北凶诛决朴绷朔谆估斋闺噶叛貌闯纤魏铱霜读裤短孕琉剐竹滤筛账彼奖下拓乔具券敦萄设沥齿众郭挚邵慷层按噪途闸弥禹梭同瘸啊锯共措裙乡黄程茄瑞杯川杜土木工程24米跨度钢结构课程设计计算书蜕憨窍安甫窘揍锁诉规晃潭坏蔫扼踊硼箩乓始桐筏醇朋丢潦焉掣踏心追袄锭苇湖堪佐俺会逮溯千了莲痛孜碳嘉拆婴牌炔毯瘤刘眨造死墅鱼赊喀棒零裳邓些禄鼻颈耙损胡趋屈蝎直框罢俄焰祸涡割角脊倾双钟夕灰崔挞密速惶乖竟龟茶烷遣收墓眉油潍慕邵歌柏靛叼哎旧页陇佳征篆亩镀天态哎邵凭彤神差盘鹰零颁稀俱骚宏铃翱吊本戏券槐缨野扦将住旋舰锁淄产迢彦溯霖共绸鳞唇淹麓驴微寞啤沈含忱曼弓满孺译扎沏阅承瘪门额赣采帜整惟懂层把蠕蔓持球
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