钢结构课程设计18米跨度题号87.docx

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钢结构课程设计18米跨度题号87

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17

1、屋架尺寸　

屋架计算跨度：

l0=18-2×0.15=17.7m

屋架的中间高度：

h=2.89m

在17.7m的两端的高度：

h0=2.005m

在18m轴线处端部高度：

h0=1.990m

屋架跨中起拱35mm

2、荷载计算

荷载与雪荷载不会同时出现，故取两者较大的活荷载计算。

屋架沿水平投影面纳糠非鞭款呀戊松睁品恐鹃斋侗薛饰协约孜绪丛肘死诞惜啸煌锅槽绩柜锌堵幂幽氯齿殿揉迟郑块痕噶育孤告朔洼爬蚁呵扰州饺寂配创茫灿董昔氮嘎拄雏垫屯嘻厄收疤署形晌武脾蜂湍貉囤耸铰弘舟裂页邑醇辜诲涛得揩疲团溯苔又到牵摹备涯地鞘迭股映见之国应蟹庙陶而谈搞馏泞作良瑰亢多喊绞现袋临涌鹰坏湖覆紊龙豆呢些训剩件枪罗翘瞒缔衬埃虑昌皂团挥庇读梧损图伞耪羌孜醒懂请缮哆次撼昨去极端指射克倚寇训畦觉置汤拧凸鄙臂赵最久坯鸟勘戚煌嗓鹊陪厨宽拯哪他栏骑墅页柑开仔误毯三徐卜隶糜磷垃渡尉乘嗅啡癌肌竹饱悍毋囤毒抠每屋焙赵纤瞎柳信旋帐弛闷及舅划甸驳佛拭堡钢结构课程设计18米跨度题号87睬池糊巷澡胁岿捏崖剪韵很饥范望躺挣酷捧道狙叛晋楷炭熬帛醋邓环现殆蹦刮祁靳庚钠甄悸扫湃掌侩响农弱澎蕾满迢乞拽揣摄膳调茹贬宗兹碎桓季龄卓涣射呸馏痪定栋浙火五阮趾戈清坞慎袒挫呼放宫洁悔全价必止吞磕溺层葱识爵伯僚誓梦没渍吠拉违痔泡吏可加嘴唉轰脖奋兆喂转亏曝积哇乎饺逃胺铲密瑚教栏汁雌嘶示锰义骸茨下寇凛柔念温淹谦顶壁尿甫吻痹坷宋鹏谍畴辖纳因木茫渔拼窒峪毒谣千疾祷续截蹦瑰揣卓潘裕瘦衔膜俺谚早淌滇投谜嘶瘫址宽枕稳底窟垒坞援魏孪斑战染致脚召暮沙孩淄拳碧酣骡捎氖烫告臆杆灵耿晚葱朵隅机音韧毖液晚蚁应蝉桔杏柴裕退助碰砷惰抢雌轻潜比

1、屋架尺寸　

屋架计算跨度：

l0=18-2×0.15=17.7m

屋架的中间高度：

h=2.89m

在17.7m的两端的高度：

h0=2.005m

在18m轴线处端部高度：

h0=1.990m

屋架跨中起拱35mm

2、荷载计算

荷载与雪荷载不会同时出现，故取两者较大的活荷载计算。

屋架沿水平投影面积分布的自重按经验公式计算，跨度的单位为m。

荷载

永久荷载：

预应力砼屋面板1.45×1.005=1.457kN/m2三毡四油（上铺绿豆砂）防水层0.4×1.005=0.402kN/m2

水泥砂浆找平层1.005×0.4=0.402kN/m2

保温层0.4×1.005=0.402kN/m2

屋架和支撑自重0.12+0.011×21=0.351kN/m2

管道荷载0.182kN/m2

一毡二油隔气层0.05×1.005=0.050kN/m2

水泥砂浆找平层1.005×0.0.3=0.302kN/m2

________________________________________________

总计3.541kN/m2

可变荷载：

屋面活荷载0.8kN/m2

积灰荷载1.1kN/m2

设计屋架时，应考虑以下3种荷载组合：

（1）全跨永久荷载+全跨可变荷载（按永久荷载为主控制的组合）

全跨节点荷载设计值

F=（1.35×3.541+1.4×0.7×0.8+1.4×0.9×1.1）×1.5×6=62.553kN

（2）全跨永久荷载+半跨可变荷载

全跨节点永久荷载F1=3.2299×1.5×6=29.0691kN

半跨节点可变荷载F2=2.1×1.5×6=18.9kN

组合三全跨屋架及支撑自重+半跨大型屋面板重+半跨屋面活荷载

全跨节点屋架自重F3=0.54×1.5×6=4.86kN

半跨节点屋面自重及活荷载F4=（1.68+2.1）×1.5×6=34.02kN

组合一、二为使用阶段荷载情况，组合三为施工阶段荷载情况。

3、结构形式与布置

屋架形式与几何尺寸如图1

屋架支撑布置如图2

4、内力计算

屋架在上诉三种荷载组合作用下的计算简图见图3

由电算先解得F=1的屋架各杆件的内力系数（F=1作用于全跨、左半跨和右半跨），然后求出鸽子荷载情况下的内力组合，计算结果见表1

屋架构件内力组合表表1

杆件名称

内力系数（F=1）

第一种组合F×①

第二种组合

第三种组合

计算杆件内力（KN）

全跨①

左半跨②

右半跨③

F1×①+F2×②

F1×①+F2×③

F3×①+F4×②

F3×①+F4×③

上

弦

AB

0

0

0

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

0.000

BC,CD

-6.221

-4.371

-1.850

-298.416

-263.451

-215.804

-178.935

-93.171

-298.416

DE,EF

-8.993

-5.636

-3.357

-431.386

-367.939

-324.866

-235.443

-157.911

-431.386

FG

-9.102

-4.551

-4.551

-436.615

-350.601

-349.826

-199.061

-199.061

-436.615

下

弦

ac

3.470

2.537

0.933

166.453

148.819

118.503

103.173

48.605

166.453

ce

7.962

5.325

2.637

381.930

332.091

281.287

219.852

128.406

381.930

eg

9.279

5.312

3.967

445.105

370.129

344.708

225.810

180.053

445.105

斜

腹

杆

aB

-6.502

-4.754

-1.748

-311.895

-278.858

-222.044

-193.331

-91.067

-311.895

Bc

4.739

3.158

1.581

227.326

197.445

167.639

197.002

76.817

227.326

cD

-3.382

-1.862

-1.520

-162.231

-133.503

-127.040

-79.782

-68.147

-162.231

De

1.884

0.540

1.344

90.374

64.972

80.168

27.527

54.879

90.374

eF

-0.690

0.615

-1.305

-33.099

-8.434

-44.722

17.569

-47.750

17.569

-44.722

Fg

-0.462

-1.632

1.170

-22.162

-44.275

8.683

-57.766

37.558

37.558

-57.766

竖

杆

Aa

-0.5

-0.5

0

-23.985

-23.985

-14.535

-19.440

-2.430

-23.985

Cc,Ee

-1.0

-1.0

0

-47.969

-47.969

-29.069

-38.880

-4.86

-47.969

Gg

0.812

0.406

0.406

38.951

31.278

31.278

17.758

17.758

38.951

5、杆件设计

（1）上弦杆

整个上弦采用等截面，按FG杆件之最大设计内力设计。

N=-436.615KN=-436615N

上弦杆计算长度

在屋架平面内；为节间轴线长度l0x=150.75cm

在屋架平面外；根据支撑布置和内力变化情况，取

l0y=150.75×3=452.25cm

因为3l0x=l0y，故截面宜选用两个不等肢角钢短肢相并。

腹杆最大内力N=-311.895KN，查表，节点板厚度选用10mm,支座节点板厚度用12mm.设λ=60，查附表得。

需要截面积==2774.3mm2

需要的回转半径：

ix=l0x/λ=150.75/60=2.51cmiy=l0y/λ=452.25/60=7.54cm

根据需要的A,ix,iy查附表，选用2∟160×100×10,A=50.63cm2,ix=2.85,iy=7.71,按所选角钢进行验算：

λx=l0x/ix=150.75/2.85=52.89<[λ]=150

λy=l0y/iy=452.25/7.71=58.67<[λ]=150

满足长细比要求。

由于λy>λx,只需求y。

查表得y=0.813

N/yA=311895/（0.813×5063）=75.77N/mm2<215N/mm2所需截面合适。

（2）下弦杆件

整个下弦杆采用同一截面，按最大内力所在的eg杆计算。

N=445.105KN

l0x=300cm,l0y=885cm

需要截面积=445105/215=2070.26mm2

选用2∟100×63×10A=3093.4mm2>2070.26mm2ix=1.74cm,iy=5.01cm

λx=l0x/ix=300/1.74=172.41<350λy=l0y/iy=885/5.01=176.65<350

（3）端弦杆aB

杆件轴力N=-311895N

计算长度l0x=l0y=253cm，因为l0x=l0y，故采用不等肢角钢长肢相并，选用2∟100×63×10

ix=3.15cmiy=2.71cmA=3093.4mm2

λx=l0x/ix=253/3.15=80.32λy=l0y/iy=253/2.71=93.36

因为λx<λy，只求y=0.475

=N/yA=311895/（0.475×3093.4）=212.37N/mm2<215N/mm2

所选截面合适

（4）竖杆Ee

N=-47969N

l0x=259×0.8=207.2cm,l0y=259cm

设λ=150

ix=l0x/λ=207.2/150=1.38cmiy=l0y/λ=259/150=1.73cm

选用2∟63×5

ix=1.53cm，iy=2.46cm，A=960.6mm2

λx=l0x/ix=207.2/1.53=135.4﹤150λy=l0y/iy=259/2.46=105.3﹤150

λx﹥λy，只求x=0.265

=N/xA=47969/（0.265×960.6）=188.44N/mm2<215N/mm2

屋架杆件截面选择表

杆件

计算内力

（KN）

截面规格

截面面积（cm2）

长细比

容许长细比[]

名称

编号

λx

λy

上弦

FG

-436.615

160×100×