钢结构芬克式屋架课程设计钢结构芬克式屋架课程设计PAGE钢结构芬克式屋架课程设计一、屋架选型初选芬克式屋架基本形状及尺寸参数如下图所示：屋面坡度，坡角，，屋架计算长度；中间高度上弦划分为4个区间，每个区间长度下弦分为3个区间。区间长度分别为，，上弦每节间设置两根檩条，檩条间设有拉条，檩条间距为。屋架支撑布置如下图所示：二、荷载计算1.恒荷载标准值计算将沿屋面斜面分布的恒荷载换算为沿水平投影面分布的荷载，应乘以系数。桁架沿水平投影面积分布的自重按经验公式计算。两层多波压型钢板：矿渣棉板保温层：桁架自重：合计：2.活荷载标准值不上人屋面活载三、檩条设计1.荷载与内力计算檩条线荷载标准值线荷载设计值：由恒载效应控制由活荷载效应控制则弯矩设计值：，对X轴的净截面模量对Y轴的净截面模量选用槽钢［102.截面验算因檩条间设有拉条，故可不验算整体稳定强度验算故强度满足要求刚度验算（验算刚度时应取荷载的标准值）檩条在垂直于屋面方向最大挠度为：允许最大挠度故刚度满足设计要求四、屋架设计1.节点集中荷载计算檩条作用在屋架上弦杆的集中荷载中间节点处集中荷载端节点处集中荷载等效荷载示意图如下示：2.屋架内力计算各杆件内力系数如下图示：各杆件内力设计值杆件上弦杆腹杆下弦杆ABBCCDDEBFCFCGCHDHEHGHAFFGGJ系数内力值-180檩条集中荷载作用端节点弯矩其他节间的正弯矩和节点负弯矩3.上弦杆截面设计整个上弦杆采用等截面，按最大内力杆设计（压杆）杆端，选用角钢2L100×7等肢相拼成T形截面上弦杆是压弯构件1）强度验算故强度满足要求2）稳定验算由正弯矩控制的平面内长细比：，绕X轴屈曲时属于b类截面，查表可得构件产生反向曲率满足要求较小翼缘受拉区：满足要求由负弯矩控制的平面外由于受压弦杆侧向支撑点间距为节间长度的2倍，且则换算长细比绕y轴屈曲时处于b类截面由查表可得构件产生反向曲率翼缘受拉且腹板故满足要求4.下弦杆截面设计整个下弦杆采用等截面，故按最大内力设计所需杆件截面积选用角钢2L70×45×5短肢相拼成T形截面查表可得：对于拉杆均满足要求，故下弦杆所选钢材满足设计要求5.腹杆截面设计腹杆EG在节点H处不断开，采用通长杆件所需杆件截面积选用角钢2L45×5相拼组成T形截面查表可得：对于拉杆均满足要求，故腹杆EG所选钢材满足设计要求腹杆CF和CH，，所需杆件截面积查表可得：对于拉杆均满足要求，故腹杆EG所选钢材满足设计要求选用单角钢L45×5可满足设计要求对于腹杆BF和DH（压杆），，初选单角钢L45×5，，，换算长细比由于，所以只求，由查表可得：强度、稳定性均满足要求，故所选钢材满足设计要求。对于腹杆CG（压杆），初选用角钢2L45×5相拼组成T形截面，，对于压杆换算长细比由查表可得：强度、稳定性均满足要求，故腹杆CG所选钢材满足设计要求。节点设计由于采用E43型手工焊，Q235级钢材、角焊缝，查表知下弦节点F对于CF杆和BF杆取杆件厚度，故可取肢背实际焊缝长度，取肢尖实际焊缝长度，取故杆件BF、CF与节点板的角焊缝长度为肢背、肢尖均50mm，焊脚尺寸4mm根据所求焊缝长度，并考虑杆件之间应有间隙以及装配等误差，按实际比例绘节点详图如上图示，从而可确定节点板尺寸为。节点板与下弦杆满焊，故焊缝长度，取焊缝承受内力肢背侧焊缝：故焊缝强度满足要求。下弦节点G（考虑运输和施工方便，下弦杆在节点G处断开）对于CG杆和CH杆，取杆件厚度，故可取肢背实际焊缝长度，取肢尖实际焊缝长度，取故杆件BF、CF与节点板的角焊缝长度为肢背、肢尖均50mm，焊脚尺寸4mm根据所求焊缝长度，并考虑杆件之间应有间隙以及装配等误差，按实际比例绘节点详图如上图示，从而可确定节点板尺寸为。节点板与下弦杆满焊，故焊缝长度，取焊缝承受内力肢背侧焊缝故焊缝强度满足要求。下弦杆断开处采用同型号角钢L70×45×5进行拼接，为使拼接角钢与弦杆之间能够紧密结合，并便于施工，需将拼接角钢的尖角去除，且截去垂直肢的宽度。考虑两弦杆间的空隙，拼接角钢的长度为上弦节点C对于杆件CF、CH，取肢背实际焊缝长度，取肢尖实际焊缝长度，取对于杆件CG，取肢背实际焊缝长度，取肢尖实际焊缝长度，取故杆件BF、CF与节点板的角焊缝长度为肢背、肢尖均50mm，焊脚尺寸4mm根据所求焊缝长度，并考虑杆件之间应有间隙以及装配等误差，按实际比例绘节点详图如上图示，从而可确定节点板尺寸为。上弦杆与节点板间焊缝，承受上弦杆内力差与檩条传来的集中荷载作用。为了便于在上弦杆上安置檩条，节点板的上边缘可缩进上弦肢背。用槽焊缝把上弦杆与节点板焊接起来。集中荷载，对槽焊缝长度中心偏心距很小，故可认为弯矩。槽焊缝，槽钢［10宽度，与上弦杆满焊，故满足要求内力差偏心距故节点板与上弦杆肢尖满焊焊缝长度。满足要求上弦节点B、D由于上弦杆节点B、D处腹杆内力F和相邻弦杆节间内力差均很小，可按构造要求确定焊缝尺寸，取，肢背、肢尖焊缝长度屋脊节点E屋脊节点处弦杆有断开，采用同型号角钢L100×7进行拼接，尖角削除，且截去垂直肢的宽度。对于杆件EH，取肢背实际焊缝长度，取肢尖实际焊缝长度，取根据所求焊缝长度，并考虑杆件之间应有间隙以及装配等误差，按实际比例绘节点详图如上图示，从而可确定节点板尺寸如图示。节点板与上弦杆肢尖的连接焊缝承受的内力按计算，且考虑偏心距，则承受弯矩取肢尖满焊焊缝长度屋脊节点处集中荷载F由檩条与上弦杆肢背焊缝承受，验算过程与结果同节点C拼接角钢焊脚尺寸取，故一条焊缝计算长度为：故所需拼接角钢长度，取端支座节点A屋架支撑于的钢筋混凝土柱上采用C20级混凝土，对于AF杆，，2L70×45×5短肢相拼为T形截面，取。肢背实际焊缝长度，取肢尖实际焊缝长度，取对于AB杆，，节点板缩进肢背，与弦杆肢背用槽焊缝连接肢背实际焊缝长度，取肢尖，实际焊缝长度，根据所求焊缝长度，并考虑杆件之间应有间隙以及装配等误差，按实际比绘节点详图如上图示，从而可确定节点板尺寸如图示。支座底板尺寸计算支座反力支座底板净面积锚栓直径采用，U形开口面积故底板所需面积根据构造要求选取底板尺寸故底板所受均布荷载反力，查表得底板单位宽度弯矩故支座底板厚度由于桁架跨度18m,按构造要求取底板厚度节点板与加劲肋连接焊缝计算加劲肋与节点板高度相等，详细尺寸见屋架施工图假定一个加劲肋的受力，取，焊缝长度节点板、加劲肋与底板连接计算设焊缝传递全部支座反力每个加劲肋各传递，节点板传递。节点板与底板焊脚尺寸，满焊每条焊缝长度对于正面角焊缝每个加劲肋与底板焊脚尺寸焊缝长度对于正面角焊缝强度均满足要求。
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