1、鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計目錄1. 設(shè)計資料12. 屋架形式、尺寸、材料選擇及支撐布置13. 荷載和內(nèi)力計算33.1. 荷載計算33.2. 荷載組合33.3. 內(nèi)力計算44. 桿件截面選擇64.1. 上弦桿64.2. 下弦桿74.3. 腹桿85. 節(jié)點設(shè)計135.1. 下弦節(jié)點135.2. 上弦節(jié)點145.3. 屋脊節(jié)點155.4. 支座節(jié)點166. 梯形屋架施工圖：18 21. 設(shè)計資料某車間（或廠房）跨度L=21m，長度72m，柱距6m，屋蓋采用梯形鋼屋架，屋面材料為1.5m6m的預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板，屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為0.5kN/m2，當(dāng)?shù)鼗撅L(fēng)壓為0.45kN/m2，屋架簡支于鋼筋混凝土柱上，混

2、凝土強度等級C30，柱截面400mm400mm。永久荷載（屋面標(biāo)準(zhǔn)值）3.0kN/m2，雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值為0.55kN/m2，積灰荷載錳，鉻合金車間（屋面無擋風(fēng)板），即為0.75kN/m2，跨度屋架端部高度2.0m，屋架坡度1:15。2.屋架形式、尺寸、材料選擇及支撐布置屋架的計算跨度： 端部高度： 跨中高度： 屋架高跨比： , 符合要求 腹桿體系采用下弦節(jié)間為3m的人字形式。幾何尺寸如圖1所示： 支撐布置如圖2所示： 上弦水平支撐布置圖 下弦水平支撐布置圖 1-1 2-2 圖 2根據(jù)建造地區(qū)的計算溫度和荷載性質(zhì)，剛材采用。焊條采用型，手工焊。根據(jù)車間長度、屋架跨度和荷載情況，設(shè)置上、下弦橫向水平

3、支撐，垂直支撐和系桿。且本設(shè)計為無檁條設(shè)計。2. 荷載和內(nèi)力計算2.1. 荷載計算屋架及支撐自重（經(jīng)驗估計式）： 0.12+0.011L=0.12+0.01121=0.351 屋面永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值 ： 2.5恒荷載總和： 2.85屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值（不與雪荷載同時考慮）： 0.5 雪荷載： 0.65 積灰荷載 ： 0.1可變荷載總和 2.15屋面坡度不大，對荷載影響較小，未予考慮。風(fēng)荷載對屋面為吸力，重屋蓋可不考慮。 2.2荷載組合2.2.1全跨永久荷載+全跨可變荷載：a.按可變荷載效應(yīng)控制的組合 其中，永久荷載分項系數(shù)，屋面活荷載或雪荷載分項系數(shù)，積灰荷載分項系數(shù)，組合值系數(shù)為。b.按永久荷載效

4、應(yīng)控制的組合 其中，永久荷載，荷載分項系數(shù)，屋面活荷載或雪荷載，荷載分項系數(shù)， 組合值，積灰荷載，荷載分項系數(shù)，組合系數(shù)。按最不利組合，取節(jié)點荷載設(shè)計值，支座反力故節(jié)點荷載取為51.70，支座反力為。2.3內(nèi)力計算 用數(shù)解法或圖解法皆可解出全跨荷載作用下屋架桿件的內(nèi)力。其內(nèi)力設(shè)計者見圖6.桿件內(nèi)力： 圖3 屋架內(nèi)力圖3. 桿件截面選擇腹桿最大內(nèi)力（壓力），由屋架節(jié)點板厚度參考表可知中間節(jié)點板厚度取，支座節(jié)點板取。3.1. 上弦桿整個上弦桿不改變截面，按最大內(nèi)力計算：，（取倆塊屋面板寬度）。選用，。對此截面進(jìn)行如下驗算： 根據(jù)有雙角鋼組成的T形截面屬于b類，查 鋼的穩(wěn)定系數(shù)表查得 雙角鋼T型截面

5、繞對稱軸（y）軸應(yīng)按彎扭屈曲計算長細(xì)比 故應(yīng)按(4.15)式下計算： ，故取 ，按類截面查附表4.2得， 填板每個節(jié)間放一塊，（滿足范圍不少于兩塊） 3.2. 下弦桿下弦亦不改變截面，按最大內(nèi)力計算；，（因為跨中有通長系桿）。連接支撐的螺栓孔中心至節(jié)點板邊緣的距離約為100mm，可不考慮螺栓孔削弱。所需截面面積為：選用（短肢相并），符合要求。計算長細(xì)比： 填板每個節(jié)間放一塊， 3.3腹桿(斜腹桿) 3.3.1斜腹桿Ba, ,選用（長肢相并），對此截面進(jìn)行如下驗算： 故應(yīng)按(4.17)式下計算： ，由按類截面查附表4.2得，由 填板放3塊，3.3.2斜腹桿Bc, ,選用，對截面進(jìn)行如下驗算： 故

6、應(yīng)按(4.15)式下計算 ，由按類截面查附表4.2得， 填板放2塊，3.3.3斜腹桿Dc, ,選用，對截面進(jìn)行如下驗算： 故應(yīng)按(4.15)式下計算 ，由按類截面查附表4.2得， 填板放2塊，3.3.4斜腹桿De, ,選用，對截面進(jìn)行如下驗算： 故應(yīng)按(4.15)式下計算 ，由按類截面查附表4.2得， 填板放2塊，3.3.5斜腹桿Fe, ,選用，對截面進(jìn)行如下驗算： 故應(yīng)按(4.15)式下計算 ，由按類截面查附表4.2得， 填板放3塊，3.3.6斜腹桿Fg, ,選用，對截面進(jìn)行如下驗算： 故應(yīng)按(4.15)式下計算 ，由按類截面查附表4.2得， 填板放2塊，3.3.7斜腹桿Hg, ,選用，對截

7、面進(jìn)行如下驗算： 故應(yīng)按(4.15)式下計算 ，由按類截面查附表4.2得， 填板放2塊，3.4腹桿(豎腹桿) 3.4.1豎桿Gg ,，選取，。對截面進(jìn)行如下驗算： 故應(yīng)按(4.15)式下計算 ，由按類截面查附表4.2得， ，滿足要求。 填板放3塊， 3.4.2豎桿Aa ,，選取，。對截面進(jìn)行如下驗算： 故應(yīng)按(4.15)式下計算 ，由按類截面查附表4.2得， ，滿足要求。 填板放2塊， 其余截面選擇見表1 表（1）屋架桿件截面選用表 桿件名稱桿件號內(nèi) 力設(shè)計值KN計算長度(cm)所用截面截面面積A()計算應(yīng)力容許長細(xì) 比桿件端部的角鋼肢背和肢間焊縫填板數(shù)上弦桿H-F-697.99150.430

8、0.02L1251048.74177.89150_每節(jié)間1下弦桿h-g782.2300.010502L1258010 39.4198.52350_每節(jié)間1 腹桿A-a-25.852002002L56816.7421.627150-2B-a-399.57249.7249.72L16010010 50.6108.471508-1306-902B-c286.76206.5258.12L80824.60156.383508-130 6-902C-c-51.701762202L56816.7421.627150 _3D-c-277.74219.7274.62L80824.60157.681508-130

9、6-902D-e217.93219.7274.62L70821.34153.103506-1305-752E-e-51.70192240 2L56816.7421.627150_3F-e-91.68233.3291.62L56816.74103.521506-755-503F-g37.26233.3291.62L56816.7442.0753506-905-602G-g-51.702082602L56816.7452.25150_3H-g-176.28247.1308.92L63819.02168.513506-805-602 4節(jié)點設(shè)計4.1下弦節(jié)點“c”(見圖4） 先計算腹板與節(jié)點板的連接

10、焊縫（型焊條角焊縫的抗拉、抗壓和抗剪強度設(shè)計值為 圖4 4.1.1B-c桿焊縫B-c桿肢尖和肢背的焊角尺寸均取，則所需焊縫長度（考慮起滅弧缺陷）肢背：肢尖：腹桿D-c和C-c的桿端焊縫同理計算，其中C-c桿內(nèi)力較小，焊縫按構(gòu)造采用。其次驗算下弦桿與節(jié)點板焊接內(nèi)力差。由斜腹桿決定節(jié)點板尺寸，按比例繪出節(jié)點詳圖，量得節(jié)點板長度是35cm，角焊縫計算長度，采用。肢背焊縫應(yīng)力為：焊縫強度滿足要求。4.2上弦節(jié)點“B”（見圖5） 圖 5腹桿B-b，B-a的桿端焊縫計算從略，這里驗算上弦與節(jié)點板連接焊縫。節(jié)點板縮進(jìn)8mm，肢背采用塞焊縫計算焊縫，承受節(jié)點荷載， 肢尖焊縫承擔(dān)弦桿內(nèi)力差，偏心距，偏心力矩，采

11、用，則對： 滿足要求。對: 滿足要求。則焊縫強的為： 滿足要求。4.3屋脊節(jié)點“H”（見圖6） 圖 6 腹桿桿端焊縫計算從略。弦桿與節(jié)點板連接焊縫受力不大，按構(gòu)造要求解決焊縫尺寸，一般可不計算。這里只進(jìn)行拼接計算，拼接角鋼采用與上弦桿相同截面，除倒棱外，堅肢需切去 ，取。并按上弦坡度熱彎。拼接角鋼與上弦連接焊縫在接頭一側(cè)的總長度：（設(shè)） ，可?。?25mm。共四條焊縫，則每條焊縫實際長度：，可取：180mm。拼接角鋼總長度為，取拼接角鋼長度為。4.4支座節(jié)點“a（見圖7） 圖 7桿端焊縫計算從略。以下給出底板等的計算。4.4.1底板計算支反力，混凝土強度C30，所需底板凈面積：錨栓直徑取,錨栓孔直徑為,則所需底板毛面積：，按構(gòu)造要求采用底板面積為:，墊板采用，孔徑.實際底板凈面積為： 底板實際應(yīng)力： ，表4.8得，=0.056,則： 所需底板厚度：用，底板尺寸為4.4.2加勁肋與節(jié)點板連接焊縫計算一個加勁肋的連接焊縫所受的內(nèi)力取為：，加勁肋 高度、厚度與中間節(jié)點板相同（即）。采用，驗算焊縫應(yīng)力對V： 對M： 4.4.3節(jié)點板，加勁肋與底板連接焊縫計算節(jié)點板、加勁肋與底板連接焊縫采用，實際焊縫總長度： 焊縫強度驗算： ，滿足要求。4. 梯形屋架施工圖：5. 主要參考資料:1、戴國欣主編鋼結(jié)構(gòu)（第三版）