【土木工程本科毕业设计】普通钢屋架课程设计.doc

普通钢屋架课程设计一、 设计资料1. 跨度L=15m2. 柱距（屋架间距）为6m3. 长度为90m4. 屋面材料采用上、下两层多波压型钢板，中间用20mm厚矿渣板保温层，檩条自选自重：压型钢板 0.08KN/m2（每层） 矿渣板保温层 0.08KN/m2 屋架及支撑 0.12+0.011×L（m）KN/m25. 屋面均布活荷载0.50KN/m26. 钢材为Q235（3号钢）焊条采用E43型7. 雪荷载不考虑8. 屋面坡度i=1/2.5二、 屋架尺寸、支撑设置屋架计算跨度L0=L-2×150=14700，屋架杆件尺寸见图：三、 荷载、内力计算及内力组合檩条采用普通10#槽钢，质量为10kg/m，长度6 m，10×9.80.1KN/m1永久荷载： 压型钢板 0.08×2=0.16KN/m2 矿渣板保温层 0.08KN/m2 檩条 0.1/6=0.017 KN/m2 屋架及支撑 0.12+0.011×15=0.285KN/m2 合计 0.542 KN/m2活荷载0.5 KN/m22不考虑风压的影响，将所有拉杆的长细比控制在250以内3荷载效应组合值 Q=（1.2×0.542+1.4×0.5）×2.019×6=16.4KN4屋架节点及荷载布置5内力计算，采用图解法求各杆件内力杆件内力表杆件杆长荷载内力1-22019-156.42-32019-149.93-42019-1444-52019-137.81-72175145.47-82175124.28-9315082.82-7807-15.43-7217520.73-81617-30.83-6217520.74-6807-15.45-6217562.16-8217541.45-929600四、 杆件截面选择1) 上弦杆截面选择，采用相同截面，以最大内力计算：N-156.4KN屋架平面内计算长度lox201.9cm，loy201.9cm设80，0.688AN/f156.4×103/（0.688×215）10.57cm2ixiy201.9/802.52cm选2L100×10，A19.26cm，ix3.05cm，iy4.52cm（节点板厚10mm）轴压杆件强度验算：x156.4/3.0551.3=150y156.4/4.5234.6=150由x查得x0.913156.4×103/(0.913×1926)89 N/mm2f=215 mm22) 下弦杆截面选择，采用相同截面，以最大内力、最长杆长计算：N145.4KN 屋架平面内计算长度lox315.0cm，loy315.0cmAN/f145.4×103/2156.76cm2ixiy315/2501.47cm选2L80×8，A12.3cm，ix2.44cm，iy3.7cm轴压杆件强度验算：145.4×103/(1230)118 N/mm2f=215 mm2x315.0/2.44129=250y315.0/3.785=2503) 腹杆:3-7、3-6、5-6、6-8杆： （拉杆）N62.1KN lox217.5 cm，loy217.5cm选2L70×8，A10.67cm，ix2.13cm，iy3.22cm轴压杆件强度验算：x217.5/2.13102.1=250y217.5/3.2267.5=25058.2N/mm2f=215 mm2填板1块：lo=108cm80i=80×2.13=170.4cm:2-7、4-6杆: （压杆）N-15.4KN lox0.8l=0.8×80.7=64.6cm，loy80.7cm选2L70×8，A10.67cm，ix2.13cm，iy3.22cm轴压杆件强度验算x64.6/2.1330.3=150y80.7/3.2225=150因为=150,由查表得0.922， N/mm2f=215 mm2因为lo=80.7cm <40i=40×2.13=85.2cm中间不用填板。:3-8杆: （压杆）N-30.8KN lox0.8l=0.8×161.7=129.4cm，loy161.7cm选2L70×8，A10.67cm，ix2.13cm，iy3.22cm轴压杆件强度验算：x129.4/2.1360.7=150y161.7/3.2250.2=150,由查表得0.807，N/mm2f=215 mm2填板1块：lo=81cm40i=40×2.13=85.2cm:5-9杆N0KN 选2L70×8，A10.67cm，ix2.13cm，iy3.22cm填板1块：lo=148cm80i=80×2.13=170.4cm五、 节点设计节点板的厚度取10mm查附表1-2，Q235钢E43型焊条=160 MPa1) 下弦节点：7杆3-7: N20.7KN肢背及肢尖的焊面尺寸取=6mm，=6mm肢背：=+12=22.8，取50 mm肢尖：=+10=14.6，取50 mm杆2-7:内力小于杆3-7，按杆3-7取值。2) 下弦节点：8杆6-8: N41.4KN肢背及肢尖的焊面尺寸取=6mm，=6mm肢背：=+12=33.6，取50 mm肢尖：=+10=17，取50 mm杆3-8同杆6-8。3) 上弦节点：2杆2-7: N-15.4KN肢背及肢尖的焊面尺寸取=6mm，=6mm肢背：=+12=20，取50 mm肢尖：=+10=13.4，取50 mm4) 上弦节点：3杆3-8: N-30.8KND5杆肢背及肢尖的焊面尺寸取=6mm，=6mm肢背：=+12=28，取50 mm肢尖：=+10=17，取50 mm杆3-7、3-6同杆3-8。5) 上弦节点：4杆4-6: N-15.4KN肢背及肢尖的焊面尺寸取=6mm，=6mm肢背：=+12=20，取50 mm肢尖：=+10=13.4，取50 mm6) 屋脊节点：采用拼接钢板70×10，=6mm =102拼接角钢的长度取7882×102=204上弦杆与节点板之间的塞焊缝，承受节点荷载不必验算。上弦肢尖与节点板的连接焊缝，按上弦内力的15计算，设肢尖焊缝hf=6,节点板长度50，则节点一侧弦杆焊缝的计算长度lw=-2-1=22焊缝应力：=11.2 N/mm2=21.8 N/mm2=21 N/mm2f=160 N/mm2杆5-6: N62.1KN肢背及肢尖的焊面尺寸取=6mm，=6mm肢背：=+12=44，取50 mm肢尖：=+10=23.9，取50 mm杆5-9: N0 KN肢背及肢尖的焊面尺寸取=6mm，=6mm肢背：取50 mm 肢尖：取50 mm六、 下弦中间节点9：采用拼接钢板60×10，=6mm =108拼接角钢的长度取3862×108=216七、 支座节点设计1) 底板设计支座反力 R4P4×16.465.6KN假定柱混凝土强度等级C25，锚栓直径24 mm，孔直径50 mm，支座底板取a×b=300×300=90000 mm2+A0=+=18369 mm2锚栓垫板用-100×100×10，孔径26 mm对角线a1205 mmb1=150-=145 mm0.7，查表得0.085M0.085××2662 N·mm底板厚度：t8.6mm，取10 mm2) 加劲肋与节点板的连接焊缝一个加劲肋的受力为屋架支座反力的1/4，剪力VR/4=65.6/4=16.4KN，弯距MVb/4=16.4×300/41230 KN·mm设焊缝hf6mm，焊缝计算长度lw20010190mm，焊缝应力为=22.4N/mm2160 N/mm23) 节点板、加劲肋与底板的连接焊缝计算取hf6mm，lw2×280+2×（280102×10）1060 mm MPa=1.22×160=195.2 MPa