中南大学钢结构设计18米梯形屋架设计

中南大学钢结构设计18米梯形屋架设计。

梯形钢屋架课程设计计算书 1． 设计资料：

1、 车间柱网布置：长度90m ；柱距6m ；跨度18m 2、 屋面坡度：1：10

3、 屋面材料：预应力大型屋面板 4、 荷载

1） 静载：屋架及支撑自重0.45KN/m²;屋面防水层 0.4KN/m²；找平层0.4KN/m²;大型

屋面板自重（包括灌缝）1.4KN/m²。 2） 活载：屋面雪荷载0.3KN/m²；屋面检修荷载0.5KN/m² 5、 材质 Q235B钢，焊条E43XX系列，手工焊。 2 . 结构形式与选型

屋架形式及几何尺寸如图所示

根据厂房长度(90m>60m)、跨度及荷载情况，设置上弦横向水平支撑3道，下弦由于跨度为18m故不设下弦支撑。 3 . 荷载计算

屋面活荷载0.7KN/m²进行计算。 荷载计算表

荷载组合方法：

1、全跨永久荷载F1＋全跨可变荷载F2 2、全跨永久荷载F1＋半跨可变荷载F2

3、全跨屋架（包括支撑）自重F3＋半跨屋面板自重F4＋半跨屋面活荷载F2

4. 内力计算

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5. 杆件设计

1、 上弦杆

整个上弦采用等截面，按FG杆件的最大设计内力设计，即N=－210.32KN 上弦杆计算长度：

在屋架平面内：l0x l0 1.508m，l0y 2×1.508 3.016m

上弦截面选用两个不等肢角钢，短肢相并。

腹杆最大内力N=－115.16 KN，中间节点板厚度选用6mm，支座节点板厚度选用8mm

设λ＝60，υ＝0.807，截面积为A

Nυf

＝

210.32×10

3

0.807×215

＝1327.4mm

2

ix

l0xλl0yλ

＝＝

1.508603.01660

m＝25.1mm

需要回转半径：

iy

m＝50.3mm

查表选用2┐┌ 110×70×6

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yx

110×70×6

上弦截面

验算

λ

x

l0xixl0yiy

＝

150820.1301635.4

m＝75.0mm

m＝85.2mm

λ

y

＝

满足长细比要求，λ

υy＝0.655NυyA

＝

210.32×10

y

λ

x

查表

3

0.655×2120

＝151.5MPa<215MPa

满足要求

其余计算结果见下表 屋架杆件截面选择表

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6、 节点设计

1. 下弦节点

用E43型焊条角焊缝的抗拉和抗压、抗剪强度设计值ff＝160MPa。

w

N

N=21.18KN

NN

90×56×5 下弦节点"b"

a.下弦节点“b”，设“Bb”杆的肢背和肢尖焊缝为hf＝6mm。所需的焊缝长度为 肢背：lw

'

0.75N2hf

w

ef

0.75×10819020.761600.25×10819020.76160

＝60.37mm，取70mm。

肢尖：lw

''

0.25N2heff

w

设“bD”杆的肢背和肢尖焊缝为hf＝6mm。所需的焊缝长度为 肢背：lw

'

0.75N2hf

w

ef

0.75×7909020.761600.25×7909020.76160

＝44.13mm，取50mm。

肢尖：lw

''

0.25N2heff

w

“Cb”杆内力很小，取hf＝6mm。综合取节点板尺寸300mm×230mm

下弦与节点板连接的焊缝长度为30.0cm，hf＝6mm。焊缝所受的力为左右两下弦杆的内力差ΔN＝110.06KN，受力较大处的肢背出的焊缝应力为:

＝20.12mm，取50mm。

＝14.71mm，取50mm。

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τ

f

0.75×11006020.76(300 12)

34.1MPa<160MPa

焊缝强度满足要求

2. 上弦节点“B”

“Bb”杆与节点板的焊缝尺寸同上。

N=0KN

2┐ 上弦节点"B"

设“aB”杆的肢背和肢尖焊缝hf＝8mm和6mm，所需焊缝长度为 肢背：lw

'

0.75N2heff

w

0.75×15049020.781600.25×15049020.76160

＝62.98mm ，取70mm

肢尖：lw

''

0.25N2hf

w

ef

＝27.99mm，取50mm

节点板上边缘缩进上弦肢背8mm。用槽焊缝把上弦角钢和节点板连接起来。槽焊缝作为两条焊缝计算，需在强度设计值乘以0.8的折减系数。假定集中荷载P与上弦垂直，上弦肢背槽焊缝内的应力计算如下：

hf=6mm，hf＝8mm

'

''

上弦与节点板焊缝长度为290mm，则

20.7hflw

20.76(290 12)

w

＝53.49MPa<0.8ff

＝128MPa

上弦肢尖角焊缝的切应力为

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20.7hflw

20.76(290 12)

w

＝53.49MPa<0.8ff

＝128MPa

4.屋脊节点“K”

设拼接角钢与受压弦杆之间的角焊缝hf＝8mm，则所需焊缝计算长度为（一条焊缝）

45×5

屋脊节点"G"

lw=

21032040.78160

58.68mm

拼接角钢长度ls 2(lw 2hf)+弦杆杆端空隙20，拼接角钢长度取180mm。 上弦与节点板之间的槽焊缝，假定承受节点荷载，验算如下

设“FG”杆的肢背和肢尖焊缝为hf＝8mm和6mm。所需的焊缝长度为 肢背：lw

'

0.75N2hf

w

ef

0.75×21032020.781600.25×210320

＝88.02mm，取110mm。

肢尖：lw

''

0.25N2heff

w

20.76160

＝39.12mm，取60mm。

验算节点板强度

上弦与节点板焊缝长度为150mm，则

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20.7hflw

w

20.78(150 12)

＝102.24MPa<0.8ff

＝128MPa

上弦肢尖与节点板的连接焊缝，应按上弦内力的15％计算，lw＝117－6－15＝96mm，焊缝应力为

τσ

N

f

0.15×21023020.7696

39.15MPa

132.71MPa

M

f

6×0.15×210230×54.3

20.7696

2

115.61MPa<160MPa

3. 支座节点“A”

为了便于施焊，下弦杆角钢水平肢的底面与支座底板的净距离取160mm。在节点中心线上设置加劲肋，加劲肋的高度与节点板高度相等，厚度10mm。

（1） 支座底板的计算。支座反力R＝23101×6（竖向支座反力单位系数）＝

138606N。

设支座地板的平面尺寸采用240×360mm，现仅考虑有加劲肋部分的底板承受支座反力，则承压面积为280×230＝64400mm²。验算柱顶混凝土强度：

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σ

RAn

13860664400

2.15MPa<fc 12.5MPa

支座板底厚度按屋架反力作用下的弯矩计算，节点板和加劲肋将节点板分为四块，块板为两相邻边自由板，每块板的单位宽度的最大弯矩为

M=β2σa2 0.0566×2. …… 此处隐藏：1564字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……