黑龙江科技大学 【课程设计】土木工程 【钢结构】(平行桁架)

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《钢结构设计》课程设计

学生姓名: 学生班级： 学生学号：任务参数： 序号一 E 序号二 5 设计时间： 2011 年 5 月 18 日

至

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附 图

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目 录

1 设计资料

2 屋架形式与支撑布置 2.1 屋架形式设计及几何尺寸 2.2 屋架支撑布置设计 3 荷载、内力计算及内力组合 3.1 荷载计算

3.1.1 永久荷载 3.1.2 屋面活荷载 3.2 荷载组合 3.3 内力计算

4 杆件截面设计

4.1 上弦杆设计 4.2 下弦杆设计 4.3 腹杆设计 4.3.1 端斜杆17、29 4.3.2 受拉腹杆19、27

4.3.3 受压腹杆 18、28、20、26 4.3.4 受压腹杆 21、25 4.3.5竖杆设计

5 节点设计

5.1 上下弦节点设计

5.1.1下弦节点“2”设计

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5.1.2上弦节点“15”设计 5.1.3下弦节点“3”设计 5.1.4上弦节点“14”设计 5.1.5下弦节点“4”设计 5．2支座节点设计

5.2.1弦杆与支座节点板的对接焊接 5.2.2支座底板计算

5.2.3加劲肋与节点连接焊缝计算

5.2.4节点板、加劲肋与底板连接焊缝计算 5.3屋脊节点 5.3.1端焊缝 5.3.2水平盖板 5.3.3竖向盖板 5.4下弦杆跨中节点 5.4.1下弦杆水平盖板 5.4.2下弦杆竖向盖板

6 参考文献

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1 设计资料

某屋盖结构拟采用钢结构，拟建建筑顶层平面如附图。屋架跨度31.2m，。根据甲方要求确定采用平面钢桁架，雪荷载按哈尔滨地区采用，可不考虑积灰荷载及地震作用。

屋面材料采用轻质隔热夹芯板，屋面坡度为i 1/10，屋架形式采用梯形屋架，屋架间距为7.2m，屋架与钢筋混凝土柱顶铰接。工字型檩条，檩距5.4m（水平投影距离）。

地面粗糙度类别为B类，二级建筑，基本雪压s0 0.45kN/mQ235B，焊条采用E43型，焊接工艺采用手工焊。

2

，。屋架钢材采用

2 屋架形式及支撑布置 2.1 屋架形式设计及几何尺寸

梯形屋架结构布置图及剖面图如图2—1.檩条支撑于屋架上弦节点。均为节点荷载。经计算可知，屋架坡角（上弦与水平面之间的夹角）为 arctan5.427m。水平投影间距为5.4m。

110

542 38 ，檩距为

图2-1 屋架形式及几何尺寸图

2.2 屋架支撑布置设计

依据《建筑抗震设计规范》GB50011—2001，支撑布置见图2-2，上弦每个节点间均

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设置三道横向水平支撑，厂房的横向水平支撑设置在两端柱间，在设置横向水平支撑的柱间，于屋架跨中设置一道垂直支撑，在屋脊节点及支座节点处沿厂房纵向设置通长的刚性细杆，下跨跨中节点处设置一道纵向通长的柔性细杆。

图3-1 屋架上弦支撑图

3 荷载、内力计算及内力组合

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3.1 荷载计算

3.1.1 永久荷载

彩 色 夹 芯 板 0.15

10

0.151kN/m

2

2

檩 条 自 重 0.10 kN/m

屋 架 及 支 撑 0.503 kN/m 合 计 0.754 kN/m 恒荷载标准值为：0.754 38.88 29.32kN

恒荷载设计值分项系数为1.2，故恒荷载上弦节点设计值为：

1.2 0.754 7.2 5.4 35.19kN

2

2

3.1.2 屋面活荷载

1）屋面均布活荷载 0.30kN/m2 2）雪荷载 基本荷载：s0 0.45kN

m

2

。据《建筑结构荷载规范》（GB50009—2001），

m

2

由于 5 42 38 25 , r 1.0 。雪荷载标准值sk rs0 0.45kN

，雪荷载不

与屋面活荷载同时考虑，仅考虑两者中较大者的作用。另据《建筑结构荷载规范》（GB50009

—2001）可知，不考虑全跨积雪不均匀分布情况。

活荷载标准值：0.45 38.88 29.32kN

1.4 0.45 7.2 5.4 27.22kN 活荷载设计值分项系数为1.4，故活荷载上弦节点设计值为：

由檩条传给屋架上弦节点荷载见图4-1

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图4-1屋架荷载图

3.2 荷载组合

按上所述，此结构不考虑风荷载，荷载规范规定屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，而取用其中较大者，由于在上述荷载取用过程中雪荷载大于活荷载，因此，在荷载最不利组合过程中仅考虑以下两种情况：

1、恒载+全跨雪载 2、恒载+半跨雪载

3.3 内力计算

具体计算结果及组合结果见表5—1：(受拉符号为正，受压符号为负）

由于实际情况存在风荷载，考虑这种效应可能是拉杆变为压杆，我们通过控制所有拉杆的长细比不超过250。 杆件编号见表5-1

图5-1杆件编号图

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杆件

杆件名

杆件编9 16 23

单项荷载内力（标准值）（KN）

内力组合

1.2恒+1.4全跨

活

-147.0596533 -311.4024636 -343.480101 -343.4800766 -311.4023944 -147.0595176

262.7281855 348.982808 335.6142974 335.6142974 348.9828658 262.7282959

185.3794535 -162.7936651 65.9138092 -60.4511101 -11.13570258 10.48891339 10.48896015 -11.13575651 -60.45108212 65.91376144 -162.7936293 185.3795455

0 0 0

1.2恒+1.4半

跨活 -103.4850236 -226.8290229 -267.6736913 -290.8962288 -279.0729787 -133.8276505

239.0888829 309.7325946 272.1163936 272.1163936 259.5941264 184.880375

168.6997015 -148.146098 53.9843077 -49.51028272 -31.33354418 29.51361432 -9.824953148 10.43080386 -52.36275698 57.09453242 -114.556931 130.4505089

0 0 0

活荷载

最不利内力

恒荷载

全跨 半跨

-66.5486578 -48.0009028 -16.8761673 -140.918434 -101.643102 -41.2335015 -155.434473 -112.113381 -57.9659455 -155.434462 -112.113373 -74.5534817 -140.918402

-101.64308 -78.5506402

-147.059653 -311.402464 -343.480101 -343.480077 -311.402394 -147.059518 0

262.7281855 348.982808 335.6142974 335.6142974 348.9828658 262.7282959 0

185.3794535 -162.793665 65.9138092 -60.4511101 -31.3335442 29.51361432 -9.82495315 -11.1357565 -60.4510821 65.91376144 -162.793629 185.3795455 0 0 0

竖腹杆

-66.5485964 -48.00085 …… 此处隐藏：2904字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……