鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計---21m跨徑簡支梯形鋼屋架設(shè)計

1、<p>　　21m跨徑簡支梯形鋼屋架設(shè)計（有檁）</p><p><b>　　設(shè)計資料</b></p><p>　　廠房跨度為21m，長度為108m，柱距為12m，簡支于鋼筋混凝土柱上，屋面材料為長尺壓型鋼板，屋面坡度為i=1/10，采用軋制H型鋼檁條，水平間距自定，雪荷載為s0=0.25 KN/m2，不考慮風(fēng)壓。鋼材采用Q235B，焊條采用E43型，混凝土

2、標(biāo)號為C20。</p><p>　　1、屋面荷載標(biāo)準(zhǔn)值：</p><p>　　屋架及支撐自重 0.117+0.11L=0.117+0.011*21=0.348 </p><p>　　壓型鋼板 0.15* =0.151 </p><p>　　檁條（約0.5KN/M,間距1.5m） 0.

3、333 </p><p>　　恒荷載總和 0.832 </p><p>　　雪荷載 0.25 （小于0.5，取屋面活載0.5 ）</p><p>　　積灰荷載 0.6 </p><p>　　活載總和

4、 1.1 </p><p>　　2、屋架計算跨徑：。</p><p>　　3、屋架形式及圖示如圖1：</p><p>　　二、荷載與內(nèi)力計算 </p><p><b>　　2.1、荷載計算 </b></p><p>　　根據(jù)荷載規(guī)范，屋面活荷載與雪荷載不會同時出現(xiàn)，取兩者較大

5、值計算。屋面荷載匯總 ： </p><p><b>　　表1 屋面荷載匯總</b></p><p><b>　　2.2、荷載組合</b></p><p><b>　　節(jié)點荷載設(shè)計值</b></p><p>　　按可變荷載效應(yīng)控制的組合</p><p>　

6、　其中永久荷載的分項系數(shù),屋面活載或雪荷載載荷分項系數(shù),組合只設(shè)計值，積灰荷載 </p><p>　　按永久荷載效應(yīng)控制的組合</p><p>　　其中永久荷載的的分項系數(shù)，活荷載的分項系數(shù)，故節(jié)點荷載取44.1792,支座反力。</p><p><b>　　2.3、內(nèi)力計算</b></p><p>　　屋架在上

7、述荷載組合作用的計算簡圖4所示，用軟件求得在F=44.1792作用下屋架各桿的內(nèi)力入圖4所示。</p><p><b>　　內(nèi)力計算</b></p><p>　　桿端內(nèi)力值 ( 乘子 = 1)</p><p>　　-----------------------------------------------------------------

8、------------------------------</p><p>　　桿端 1 桿端 2 </p><p>　　---------------------------------------- ------------------------------------------ &l

9、t;/p><p>　　單元碼 軸力 剪力 彎矩 軸力 剪力 彎矩</p><p>　　-----------------------------------------------------------------------------------------------</p&

10、gt;<p>　　1 182.434108 0.00000000 0.00000000 182.434108 0.00000000 0.00000000</p><p>　　2 433.138342 0.00000000 0.00000000 433.138342 0.00000000 0.00000000</

11、p><p>　　3 531.366341 0.00000000 0.00000000 531.366341 0.00000000 0.00000000</p><p>　　4 522.482935 0.00000000 0.00000000 522.482935 0.00000000 0.00000000<

12、;/p><p>　　5 522.482935 0.00000000 0.00000000 522.482935 0.00000000 0.00000000</p><p>　　6 531.366341 0.00000000 0.00000000 531.366341 0.00000000 0.00000000&

13、lt;/p><p>　　7 433.138342 0.00000000 0.00000000 433.138342 0.00000000 0.00000000</p><p>　　8 182.434108 0.00000000 0.00000000 182.434108 0.00000000 0.0000000

14、0</p><p>　　9 -22.0896000 0.00000000 0.00000000 -22.0896000 0.00000000 0.00000000</p><p>　　10 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.0000

15、0000</p><p>　　11 -332.264738 0.00000000 0.00000000 -332.264738 0.00000000 0.00000000</p><p>　　12 -332.264738 0.00000000 0.00000000 -332.264738 0.00000000 0.

16、00000000</p><p>　　13 -500.464791 0.00000000 0.00000000 -500.464791 0.00000000 0.00000000</p><p>　　14 -500.464791 0.00000000 0.00000000 -500.464791 0.00000000

17、 0.00000000</p><p>　　15 -540.902301 0.00000000 0.00000000 -540.902301 0.00000000 0.00000000</p><p>　　16 -540.902301 0.00000000 0.00000000 -540.902301 0.000000

18、00 0.00000000</p><p>　　17 -540.902301 0.00000000 0.00000000 -540.902301 0.00000000 0.00000000</p><p>　　18 -540.902301 0.00000000 0.00000000 -540.902301 0.00

19、000000 0.00000000</p><p>　　19 -500.464791 0.00000000 0.00000000 -500.464791 0.00000000 0.00000000</p><p>　　20 -500.464791 0.00000000 0.00000000 -500.464791

20、0.00000000 0.00000000</p><p>　　21 -332.264738 0.00000000 0.00000000 -332.264738 0.00000000 0.00000000</p><p>　　22 -332.264738 0.00000000 0.00000000 -332.264738

21、 0.00000000 0.00000000</p><p>　　23 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000</p><p>　　24 -22.0896000 0.00000000 0.00000000 -22.089

22、6000 0.00000000 0.00000000</p><p>　　25 -340.214382 0.00000000 0.00000000 -340.214382 0.00000000 0.00000000</p><p>　　26 256.955055 0.00000000 0.00000000 25

23、6.955055 0.00000000 0.00000000</p><p>　　27 -44.1792000 0.00000000 0.00000000 -44.1792000 0.00000000 0.00000000</p><p>　　28 -194.890286 0.00000000 0.00000000

24、 -194.890286 0.00000000 0.00000000</p><p>　　29 123.262805 0.00000000 0.00000000 123.262805 0.00000000 0.00000000</p><p>　　30 -44.1792000 0.00000000 0.00000000

25、 -44.1792000 0.00000000 0.00000000</p><p>　　31 -69.2313881 0.00000000 0.00000000 -69.2313881 0.00000000 0.00000000</p><p>　　32 14.2081660 0.00000000 0.0000

26、0000 14.2081660 0.00000000 0.00000000</p><p>　　33 -44.1792000 0.00000000 0.00000000 -44.1792000 0.00000000 0.00000000</p><p>　　34 35.4192210 0.00000000 0.

27、00000000 35.4192210 0.00000000 0.00000000</p><p>　　35 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000</p><p>　　36 35.4192210 0.00000000

28、 0.00000000 35.4192210 0.00000000 0.00000000</p><p>　　37 -44.1792000 0.00000000 0.00000000 -44.1792000 0.00000000 0.00000000</p><p>　　38 14.2081660 0.000000

29、00 0.00000000 14.2081660 0.00000000 0.00000000</p><p>　　39 -69.2313881 0.00000000 0.00000000 -69.2313881 0.00000000 0.00000000</p><p>　　40 -44.1792000 0.00

30、000000 0.00000000 -44.1792000 0.00000000 0.00000000</p><p>　　41 123.262805 0.00000000 0.00000000 123.262805 0.00000000 0.00000000</p><p>　　42 -194.890286

31、0.00000000 0.00000000 -194.890286 0.00000000 0.00000000</p><p>　　43 -44.1792000 0.00000000 0.00000000 -44.1792000 0.00000000 0.00000000</p><p>　　44 256.955055

32、 0.00000000 0.00000000 256.955055 0.00000000 0.00000000</p><p>　　45 -340.214382 0.00000000 0.00000000 -340.214382 0.00000000 0.00000000</p><p>　　-------------

33、----------------------------------------------------------------------------------</p><p><b>　　三、桿件截面選擇</b></p><p>　　腹桿最大內(nèi)力340.21KN（壓），由屋架節(jié)點板的厚度參考表7.4可知，支座節(jié)點板的厚度取12mm，中間節(jié)點板厚度10mm。<

34、;/p><p><b>　　3.1 上弦</b></p><p>　　整個上弦不改變截面，按最大內(nèi)力計算,,.</p><p>　　選用2L11012 A=63.2 </p><p><b>　　<=150 </b></p><p>　　雙角鋼T型截面繞對

35、稱軸（y）軸應(yīng)按彎扭屈曲計算長細(xì)比</p><p>　　故，按b類附表查=0.791</p><p>　　填板每個節(jié)間放一塊（滿足范圍內(nèi)不少于兩塊）</p><p><b>　　3.2 下弦</b></p><p>　　整個下弦桿采用同一截面，按最大內(nèi)力計算</p><p>　　連接支撐的螺栓孔中

36、心至節(jié)點邊緣的距離約為100mm，可不考慮螺栓孔削弱。</p><p>　　選用2L125（斷肢相并） A=39.4 </p><p><b>　　<=350</b></p><p>　　填板每個節(jié)間放一塊 </p><p><b>　　3.3 斜腹桿</b></p>&

37、lt;p>　　（45）桿 N=-340.21KN </p><p>　　選用(長肢相并) A=27.8 </p><p>　　故由按b類截面查表4.2的=0.6424</p><p>　　填板每節(jié)間放三塊 </p><p>　?。?4）桿 N=257.0KN </p><p>　　內(nèi)力不大，

38、按受壓長細(xì)比控制截面</p><p>　　選用（長肢相并）A=27.8 </p><p><b>　　<=350</b></p><p><b>　　截面驗算 </b></p><p>　　填板每個節(jié)間放一塊 </p><p>　?。?2）桿 N=-194.9

39、KN </p><p>　　選用 A=21.28 </p><p>　　故，按b類附表查=0.6768</p><p>　　填板每節(jié)間放兩塊 </p><p>　?。?1） 桿 N=123.3KN </p><p>　　選用 A=9.6 </p><p><b>

40、;　　<=350</b></p><p><b>　　截面驗算 </b></p><p>　　填板每個節(jié)間放一塊 </p><p>　　(39) 桿N=-69.3 </p><p>　　選用（長肢相并）A=12.28 </p><p>　　故，按b類附表查=0.397

41、</p><p>　　填板每節(jié)間放三塊 </p><p>　?。?8）桿N=14.2KN 由于內(nèi)力較小 A=9.6 </p><p>　　每個節(jié)間放兩塊填板 </p><p>　?。?6）桿 N=35.4KN 由于內(nèi)力較小， A=9.6 </p><p><b>　　。</b&

42、gt;</p><p>　　每個節(jié)間放兩塊填板 </p><p><b>　　3.4 豎向腹桿</b></p><p>　　（24）桿 N=-22.1KN 內(nèi)力較小可按選擇截面。</p><p>　　選 A=9.6 填板放兩塊，</p><p>　　(43) 桿 N=-44.18

43、KN 內(nèi)力較小可按選擇截面。</p><p>　　選 A=9.6 填板放兩塊，</p><p>　　(40) 桿 N=-44.18KN 內(nèi)力較小可按選擇截面。</p><p>　　選 A=9.6 填板放三塊，</p><p>　?。?7）桿 N=-44.18KN 內(nèi)力較小可按選擇截面。</p&

44、gt;<p>　　選 A=9.6 填板放三塊，</p><p>　?。?5）桿 N=0 內(nèi)力較小可按選擇截面。</p><p>　　選 A=9.6 填板放三塊， 但實際節(jié)點板寬度較大，故仍可用。</p><p><b>　　屋架桿件截面選用表</b></p><p><b&

45、gt;　　4、節(jié)點設(shè)計</b></p><p><b>　　4.1 下弦節(jié)點</b></p><p><b>　　（8）節(jié)點 </b></p><p>　　先計算腹桿與節(jié)點板的連接焊縫：</p><p>　?。?4）桿N=257KN</p><p><b&g

46、t;　　肢背 </b></p><p><b>　　肢尖 </b></p><p>　　(43)桿N=-44.12KN 內(nèi)力較小，按構(gòu)造確定焊縫</p><p>　　(42)桿N=-194.9KN</p><p><b>　　肢背 </b></p><p&g

47、t;<b>　　肢尖 </b></p><p>　　根據(jù)上面計算結(jié)果和構(gòu)建之間應(yīng)有的制作和裝配誤差，確定節(jié)點板的尺寸260 350mm</p><p>　　其次驗算下弦桿與節(jié)點板的連接焊縫</p><p><b>　　內(nèi)力差</b></p><p>　　由節(jié)點板的長度350mm，角焊縫的計算長度&

48、lt;/p><p>　　采用hf=6mm，肢背焊縫應(yīng)力</p><p><b>　　4.2上線節(jié)點</b></p><p><b>　　（23）節(jié)點</b></p><p>　　（44）桿N=257KN </p><p><b>　　肢背 </b><

49、;/p><p><b>　　肢尖 </b></p><p>　　(45)桿N=-340.2KN </p><p><b>　　肢背 </b></p><p><b>　　肢尖 </b></p><p>　　驗算上弦節(jié)點與節(jié)點板的連接焊縫：節(jié)點縮進(jìn)

50、8mm，肢背采用塞焊縫，承受的節(jié)點荷載Q=44.172KN.</p><p>　　量的節(jié)點板的寬415mm </p><p><b>　　焊縫承擔(dān)的內(nèi)力差</b></p><p>　　偏心距e=11-3.16=7.84mm 偏心力矩M=*e=332.3*7.84=26.05KNM</p><p><b&g

51、t;　　hf2=10mm</b></p><p><b>　　4.3 屋脊節(jié)點</b></p><p>　?。?7）節(jié)點 hf=10mm</p><p><b>　　拼接角鋼的長度</b></p><p>　　上弦節(jié)點板之間的焊縫：</p><p>　　上弦肢尖與

52、節(jié)點板的連接焊縫按上弦內(nèi)力的15%計算，肢尖焊縫hf=10，節(jié)點板的長度45cm</p><p>　　則節(jié)點一側(cè)弦焊縫的計算長度</p><p><b>　　4.4跨中節(jié)點</b></p><p>　　（5）節(jié)點 N5=522.48KN </p><p><b>　　肢背 </b></p

53、><p><b>　　肢尖 </b></p><p>　　腹桿不受力，按構(gòu)造焊接，=5mm</p><p><b>　　所以節(jié)點板取。</b></p><p><b>　　4.5 支座節(jié)點</b></p><p><b>　?。?）節(jié)點</

54、b></p><p>　　為了便于施焊，下弦桿角鋼的水平肢的底面與支座地板的凈距離取160mm，在節(jié)點中心加勁肋高度與節(jié)點板高度相等，厚度12mm。</p><p>　　4.5.1 支座底板的計算</p><p>　　支座反力 R=309.2544KN 混泥土C20 </p><p><b>　　所需底板面積</b&

55、gt;</p><p>　　錨栓直徑取d=25mm錨栓孔直徑為50mm，</p><p>　　所需底板面積A=An+A0=322.14+2*4*5+(3.14*52/4)=381.8cm2</p><p>　　按構(gòu)造要求采用底板面積為a*b=28*28=784>381.8cm2</p><p>　　墊板采用—100*100*20，孔徑2

56、6mm，實際底板面積為</p><p><b>　　地板實際應(yīng)力：</b></p><p>　　查表4.8的=0.056，則：</p><p>　　M==0.0564.271892=8542Nmm</p><p><b>　　底板厚度：</b></p><p><b&g

57、t;　　所以底板尺寸</b></p><p>　　4.5．2 加勁肋與節(jié)點板連接焊縫的計算</p><p>　　一個加勁肋的連接焊縫所承受的內(nèi)力取V=R/4=309.2544/4=77.3KN</p><p>　　M=Ve=77.37=541.1KNcm。加勁肋的高度，厚度取與中間節(jié)點板相同（即）,。采用=6mm，驗算焊縫應(yīng)力：</p>&

58、lt;p>　　4.5.3節(jié)點板、加勁肋與底板連接焊縫的計算采用</p><p>　　=8mm，實際焊縫總長度：</p><p><b>　　焊縫設(shè)計應(yīng)力：</b></p><p><b>　　五、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1、戴國欣主編.鋼結(jié)構(gòu)（第三版）.武漢：武漢理工大學(xué)出版社，

59、2007</p><p>　　2、張耀春，周緒紅.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理.高等教育出版社，2011</p><p>　　3、建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB5009-2001）</p><p>　　4、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB50017-2003）</p><p>　　5、建筑結(jié)構(gòu)制圖標(biāo)準(zhǔn)（GB/T50105-2001）</p><p>&

60、lt;b>　　六、結(jié)束語</b></p><p>　　經(jīng)過一個星期的努力，過程曲折可謂一言難盡，其中有不理解，有困惑。從開始時滿富激情到最后汗水背后的復(fù)雜心情，點點滴滴無不令我回味無長。通過這次課程設(shè)計，我才真正領(lǐng)略到“艱苦奮斗”這一詞的真正含義，我才意識到老一輩結(jié)構(gòu)工程師們?yōu)槲覀兊纳鐣冻?。我想說，結(jié)構(gòu)設(shè)計確實有些辛苦，但苦中也有樂，在如今物欲很流的世界，很少有人能完全靜下心來做設(shè)計，但我們可

61、以，而且結(jié)構(gòu)設(shè)計也是一個團(tuán)隊的任務(wù)，一起的工作可以讓我們有說有笑，相互幫助，配合默契，多少人間歡樂在這里灑下，大學(xué)里一年的相處還趕不上一周的課程設(shè)計，我感覺我和同學(xué)們之間的距離更加近了。</p><p>　　說實話，課程設(shè)計真的有點繁瑣．然而，當(dāng)我一著手清理自己的設(shè)計成果，漫漫回味這一周的心路歷程，一種少有的成功喜悅即刻使倦意頓消．雖然這是我剛學(xué)會走完的第一步，也是人生的一點小小的勝利，然而它令我感到自己成熟的許

62、多，另我有了一種”春眠不知曉”的感悟． 通過課程設(shè)計，使我深深體會到，干任何事都必須耐心，細(xì)致．課程設(shè)計過程中，許多計算有時不免令我感到有些心煩意亂。有幾次因為不小心計算出錯，只能毫不情意地重來．但一想到今后自己應(yīng)當(dāng)承擔(dān)的社會責(zé)任，想到世界上因為某些細(xì)小失誤而出現(xiàn)的令世人無比震驚的事故，我不禁時刻提示自己，一定要養(yǎng)成一種高度負(fù)責(zé)，認(rèn)真對待的良好習(xí)慣，這次課程設(shè)計使我在工作作風(fēng)上得到了一次難得的磨練。短短一周的課程設(shè)計，使我發(fā)現(xiàn)了自己所掌

63、握的知識是真正如此的缺乏，自己綜合應(yīng)用所學(xué)的專業(yè)知識能力是如此的不足，幾年來的學(xué)習(xí)了那么多的課程，今天才知道自己并不會用．想到這里，我真的心急了，老師卻對我說，這說明課程設(shè)計確實使我你有收獲了．老師的親切鼓勵了我的信心，使我更加自信． </p><p>　　最后，我要感謝潘晉老師，是您的敬業(yè)精神感動了我，是您的教誨啟發(fā)了我，是您的期望鼓勵了我，我感謝老師您今天又為我增添了一幅堅硬的翅膀．今天我為你們而驕傲，明天你