18米跨度钢结构课程设计

1设计资料梯形屋架，建筑跨度为18ml端部高度为1.99m,跨中高度为2.89m,屋架坡度i=1/10,屋架间距为6m,屋架两端支撑在钢筋混凝土柱上，上柱截面400m由400mm混凝土采用C20。屋架上、下弦布置有水平支撑和竖向支撑(如图1-1所示)。屋面采用1.5X6m预应力钢筋混凝土大型屋面板，120mm厚珍珠岩(r=350kg/m3)的保温层，三毡四油铺绿豆沙防水层，20mm厚水泥砂浆找平层，屋面雪荷载为0.30kN/m2,钢材采用3号钢。2荷载计算永久荷载预应力钢筋混凝土大型屋面板：1.2M1.4=1.68kN/m2三毡四油防水层及及找平层（20mmn：1.2x0.76=0.912kN/m2120mnS泡沫混凝土保温层：1.20.42=0.504kN/m2屋架自重和支撑自重按经验 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 （跨度l=18m）2_______2Pw=1.21.11=1.21.11832kg/m1.20.32=0.384kN/m可变荷载屋面雪荷载：1.40.55=0.77kN/m2荷载组合永久荷载可变荷载为主要荷载组合，屋架上弦节点荷载为：F=（1.680.9120.5040.384）0.7711.56=38.25kN3内力计算桁架杆件的内力，在单位力作用下用图解法（图2-1）求得表3-1。表3-1杆件轴线单位荷载内力F荷载内力（kN）上B-①135700C-③1508-6.223-238.030弦D-④1507-6.223-238.030杆E-⑥1508-8.996-344.097F-⑦1507-8.996-344.097G-⑨1508-9.105-348.266下②-O2850+3.479+133.072弦⑤-O3000+7.961+304.508杆⑧-O3000+9.270+354.578①-②2530-6.502-248.702斜②-③2613+4.586+175.415④-⑤2864+3.381-129.323杆⑤-⑥3124+1.884+72.063⑦-⑧3124-0.690-26.393⑧-⑨3124-0.463-17.710A-①1990-0.500-19.125竖③-④2290-1.000-38.250杆⑥-⑦2590-1.000-38.250⑨-⑩2890+0.812+31.0594截面选择上弦杆截面选择上弦杆采用相同截面，以最大轴力G-⑨杆来选择：Nmax=—348.266kN在屋架平面内的计算长度Lx=150.8cm,屋架平面外的计算长度loy=301.5cmc选用两个不等肢角钢2L100M80M6,长肢水平。截面几何特性（长肢水平双角钢组成T形截面，节点板根据腹杆最大内力选用板厚8mrm：2A=21.274cmix=2.40cm,iy=4.61cmoxix150.82.40=62.8二150x=0.7922loy'y=一iy150.84.61=65.4<150y=0.778截面验算：N=348266=210.4N/mm2:二f=215N/mm2-minA0.7782127.4大型屋面板与上弦焊牢，起纵横向水平支撑作用，上弦杆其他节间的长细比和稳定验算均未超过上述值。下弦杆截面选择下弦杆也采用相同截面，以最大轴力⑧-O杆来选择：Nmax=+354.578kN在屋架平面内的计算长度：l°x=300cm,屋架平面外的计算长度：loy=300cm所需截面面积为：An='=更空@1649.4mm2f215选择两个不等肢角钢2/90X56父6,长肢水平。截面几何特点：A=17.114cm216.494cm2ix=1.58cmiy=4.42cm■x另两个节点的下弦杆内力较小,300300189.9:二350、y==67.9:二3501.584.42600——=135.7：二3504.424.3支座竖杆截面选择杆轴力：N=—19.125kN计算长度：lox=l0y=199cm,采用两个等肢角钢2635,组成T型截面截面几何特性：A=12.286cm2ix=1.94cmiy=2.89cm199L=——=102<150,中x=0.542九y1.941992.89=68.9<150,y=0.758截面验算:19125minA0.5421228.62__2-28.720N/mm二f-215N/mm4.4支座斜杆截面选择杆轴力：N=-248.702kN计算长度：l0x=鼠=253cm采用两个不等肢角钢2/100父63M7,长肢相拼。截面几何特性：A=22.222cm2ix=3.20cmiy=2.58cm253,253——=79.1二150x=0.693y=——=98.1二150y=0.5673.22.58%不小者N2487022截面验算：==197.4：二215N/mmminA0.5672222.24.5斜杆②③截面选择杆轴力：N=：：175.415kN计算长度：lox=0.8l=0.8261.3=209cmloy=261.3cm1754152=815.88cm215选用两个等肢角钢2Z50X5,组成T形截面截面特性：An=9.606cm28.1071cm2ix=1.53cmiy=2.38cm209x1.53=136.6<350y2613=109.8::3502.38但loy=600cm,故须验算其屋架平面外的长细比:竖杆③④截面选择杆轴力：N-一38.250kN计算长度：lox=0.81=0.8229=183.2cm10y=229cm.采用两个等肢角钢2250M5,组成T形截面。截面几何特性：A=9.606cm2ix^1.53cmiy=2.38cm=183£119.7150:=0.438=_229=96.2cm<150v=0.5801.53y2.38y截面验算：N=38250=90.91:二215N/mm2minA0.438960.6斜杆④⑤截面选择杆轴力：N=—129.323kN计算长度：lox=0.8l=0.8286.4-229.1cm10y=286.4cm采用两个等肢角钢2Z75X5,组成T形型截面截面几何特性：A=9.606cm23.352cm2ix1.53cmiy2.38cm=2291=98.3150审=0.566■y=2864=85.2<150中=0.6522.33y3.36yN129323cc截面验算：==154.1N/mm::f=215N/mm-minA0.5661482.44.8斜杆⑤⑥截面选择杆轴力：N=72.063kN计算长度：lox=0.8l=0.8286.4=229.1cml0y=286.4cmN720632所而截面：An=-=335.2mmf215采用两个等肢角钢2/50父5,组成T形型截面截面几何特性：A=9.606cm23.352cm2ix=1.53cmiy=2.38cm229.1286.4,x==149.7:二350'y==120.3:二3501.532.38竖杆⑥⑦截面选择杆轴力：N=-38.250kN计算长度：lox=0.8l=0.8259=207.2cml0y=259cm采用两个等肢角钢2/50x5,组成T形截面ix=1.53cmiy=2.38cm截面几何特性：A=9.606cm2.3.352cm2207.21.53y=0.501259=135.4<150x=0.364y==108.8<1502.38%不小者N3825022截面验算：==109.4N/mm:二f=215N/mm-minA0.364960.6斜杆⑦⑧截面选择杆轴力：Nu-26.393kN计算长度：lox=0.81=0.8312.4=249.9cml°y=312.4cm采用两个等肢角钢2Z63X5,组成T形截面截面几何特性：A=12.286cm2ix1.94cmiy=2.89cm249.9312.4■x==128.8<150x=0.393-=108.1<150=0.5041.94y2.89y截面验算：N26393=54.7N/mm2:f=215N/mm2■minA0.3931228.64.11斜杆⑧⑨截面选择杆轴力：N=-17.710kN计算长度：lox=0.8l=0.8312.4=249.9cml°y=312.4cm采用两个等肢角钢2/63父5,组成T形截面截面几何特性：A=12.286cm2ix1.94cmiy=2.89cm2499.3124■x==128.8<150x=0.393―=108.1<150「0.5041.94y2.89y截面验算：——二37I。=36.7N/mm2 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 。下弦节点k的设计下弦杆一般都采用同号角钢进行拼接，为使拼接角钢与弦杆之间能够密合，并便于施焊，需将拼接角钢的尖角削除，且截去垂直肢的一部分宽度（一般hf=t+hf+5mm）,拼接角钢这部分削弱，可以靠节点板来补偿。接头一边的焊缝长度按弦杆内力计算（如图5-3）354578c.c=131.9mm设焊缝hf=6mm,则所需一条焊缝计算长度为：40.76160拼接角钢的长度取400mm>13192=263.8mm屋架分成两个运输单元，设置工地焊缝长度拼接，左半边的弦杆和腹杆与节点板连接用工厂焊缝，而右半边的弦杆与腹杆与节点板连接用工地焊缝。中间竖杆跟左半边在工厂焊牢再出厂，为便于工地拼接，在拼接的角钢与右半边斜杆上，设置螺栓孔中21.5。作为安装施焊前的定位之用。下弦杆与节点板之间用hf=5mm焊缝满焊。斜才f⑧-⑨和竖杆⑨-⑩的内力均很小，肢背与肢尖焊缝hf=5mm,施焊长度均可按构造采用，至少60mm采用390X290X8mm所有焊缝均满焊，焊缝长度均大于所需长度。支座节点h设计为了便于施焊，下弦焊与支座底板的距离取130mm在节点中心设置加劲肋，加劲肋高度与节点板高度相等。支座底板计算支座反力：R=6F=638.25=229.5kN支座底板的平面尺寸取401父280=112280mm2,如仅考虑有加劲肋部分的底板承受支座反力，则实承面积为：28011030800mm2验算柱顶混凝土的抗压强度:R229500An30800_-2-一-2=7.45N/mm二fc=10N/mm式中fc——钢筋混凝土轴心抗压强度的设计值。底板的厚度按屋架反力作用下的弯矩计算，节点板和加劲肋将底板分成4块。每块板是两相邻为固定支承而另两相邻边自由的板，每块板的单位宽度最大弯矩为：M=：qa12式中q——底板所受白^均布反力，q=E=229500=7.45N/mm2An30800:1——两支承之间的对角线长度，:i=,(146-5)2802=162mm———系数，由4/ai查课本表5-6确定，灯为两支承边的相交点到对角线”的垂线距离，由相似三角形的关系得：b1=80父141=69.6mm162b1/a1=69.6/162=0.43查表5-5得P=0.047M-0.0477.451622=9189N/mm底板厚度:t=46M/f=69189/215=16mm取20mm加劲肋与节点板的连接焊缝计算加劲肋与节点板的链接焊缝计算与牛腿焊缝相似，假定一个加劲肋的受力为屋架支座反力的四分之一，即：二仙2213.6222w2(-M)n=()21.5=124.3462.3=24.22N/mm:ff=160N/mm一，1.225.4.3节点板，加劲肋与底板的连接焊缝计算设焊缝传递全部支座反力R=229.5kN,其中每块加111劲肋各传1R=1M229.5=57.375kN,节点板传1R=」父229.5=114.75kN4422节点板与底板的连接焊缝lw=2父(280-10)=540mm,所需焊脚尺寸为229.500=57.375kN4焊缝受剪力V=57.375kN，弯矩：M=57.375父40=2295kNm,设焊缝hf=5mm,焊缝计算长度lw=391-10=381mm焊缝应力为：.N—二M=-6M-，=1.222helw2lWhe5737520.75381=21.562295000cc2=13.620.753812R/20.7三lwf1147500.7540160=1.90mm采用hfu5mm每块加劲肋与底板的连接焊缝长度为：工lw=(80—20—10)M2=100mm,所需焊脚尺寸为hf=—R/4—=57375——=5.12mm取hf=6mm0.7三lwffw0.7100160下弦杆与支座斜杆和竖杆焊缝计算下弦杆N=+133.072kN肢背和肢尖焊缝均为hf=6mm,则所需焊缝长度为:肢背：iw0.75Nw2heff0.7513307274.3mm20.75160肢尖:0.25N2heffw0.2513307220.75160=24.8mm支座斜杆N=248.702kN肢背焊缝长度为hf=6mm,肢尖焊缝长度为hf=5mm,则所需焊缝长度为:肢背:0.75Nw2heff0.7513307220.76160=74.3mm肢尖：iw0.25N2heffw0.2513307220.75160=24.8mm支座竖杆N=-19.125kN肢背和肢尖焊缝均为hf=5mm,则所需焊缝长度为:肢背：l0.7N2heffw0.71912520.75160=11.95mm肢尖：iw0.3N2heffw0.31912520.75160=5.12mm根据节点板尺寸所确定的焊缝长度均大于所需焊缝长度，全部焊缝满焊。上弦节点b设计为了便于在上弦搁置屋面板，节点板的上边缘可缩进上弦肢背8mm用塞焊缝把上弦角钢和节点板连接起来。槽钢作为两条焊缝计算，这时，强度设计值应乘以0.8的折减系数。计算时可略去屋架上弦坡度的影响，且假定集中荷载F与上弦垂直(图)上弦肢背槽钢焊缝的hf=4mm,节点板的长度为435mm其应力为：k1(N1-N2)2(0.5F)2hel0.752380362(0.538250)220.74(435-10)上弦肢间角焊缝的应力为：=75.44；0.8f：=128N/mmk2(N1-N2)2(0.5F)22hel：/0.252380362(0.538250)2=—=26.26：二160N/mm20.74(435-10)腹杆与节点板连接焊缝已在下弦节点中计算，可不必再计算，节点板尺寸就是根据腹杆焊缝长度按比例绘制确定。上弦为了便于搁置屋面板，在角钢再肢间设置肋板。上弦节点d、f的设计两个节点的弦杆内力差值较小，腹杆与节点板的焊缝连接已在下弦节点计算中解决，根据腹杆焊缝长度决定节点板尺寸(图)，假定节点荷载由槽钢焊缝承受，可不必计算，仅验算肢尖焊缝。N1-N220.7hflw10606720.75(325-10)2=48.10N/mm26(N1-N?)e_6106067602220.7hflw220.75(325-10)2=54.97N/mm2"M~2'-N-2222w2.(二f)(f)=48.1054.97=70.04N/mm:：ff=160N/mmf节点：N1-N2=348.266-344.09=4.176kNN1-N220.7hflw417620.75(265-10)2=2.34N/mm2d节点：N1-N2=344.097-238.030=106.067kN=3.30N/mm26(N1-N2)e_64176602_1~~Z~220.7hflw20.75(265-10).(二M)2(N)2=3.3022.342=4.05N/mm2二f；=160N/mm2上弦节点a、c、e设计这三个节点的弦杆内力或弦杆两内力差值均等于零，仅承受节点荷载，故均可采用构造焊缝而不必计算。腹杆焊缝已在下弦节点中计算过，节点构造如图所示上弦节点g设计屋脊节点构造与下弦跨中节点相似，用同号角钢进行拼接，接头一边的焊缝长度按弦杆的内力计算，采用hf=6mmN348266==129.56mm40.7hfffw40.76160拼接角钢的长度取400mm>2129.56=259.12mm上弦与节点板之间的塞焊，假定承受节点荷载，可不验算。上弦肢尖与节点板的连接焊缝，应按上弦内力的15%+算，设月J尖焊缝hf=6mm,节点板长度为300mm则节点一侧角焊缝的计算长度为lw=150-20-10=120mm,焊缝应力为:N0.153482662.f==51.83N/mm20.76120m60.15348266602£w2；:f=z——=155.48N/mm二ff=160N/mm20.7612026热板计算屋架各杆件的垫板间距，在受压杆件中不大于40i,在受拉杆件中不大于80i,T形截面中的i为一个角钢对平行于垫板自身重心轴的回转半径，在十字形截面中味一个角钢的最小回转半径。计算结果如下表所有垫板焊缝为hf=5mm,满焊。7 施工 文明施工目标施工进度表下载283施工进度表下载施工现场晴雨表下载施工日志模板免费下载 图如图纸上所示杆件轴线长度(mrm转半径(cm)垫板数量垫板规格(mrm编号上B①C③弦D④E⑤杆F⑦G⑧下②O弦⑤O杆⑧O①②斜②③④⑤⑤⑥杆⑦⑧⑧⑨竖A①③④杆⑥⑦⑨①