三角形钢屋架设计终极版删Word格式.docx
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屋架索引图（画在图面左上角）比例：
1：
100-1：
150
屋架正面图（画对称的半榀）比例：
20或1：
30或自定
上、下弦杆俯视图比例：
10或1：
15
必要的剖面图（端竖杆、中竖杆、托架及垂直支撑连接处）
屋架支座详图及零件详图、施工图说明、标题栏（写明题目、指导教师、姓名、班级、日期）
学生应完成的工作：
1.设计计算书一份；
2.绘制与屋盖支撑相关联的钢屋架施工图（1号图纸）一张；
3.图纸应叠成计算书一般大小，与计算书装订后上交。
参考文献阅读：
1.戴国欣主编.钢结构（第3版）[M].武汉：
武汉理工大学出版社，.
2.张耀春主编.钢结构设计原理[M].北京：
高等教育出版社，.
3.唐岱新，孙伟民主编.高等学校建筑工程专业课程设计指导[M].北京：
中国建筑工业出版社，.
4.陈志华编著.建筑钢结构设计[M].天津：
天津大学出版社，.
5.周俐俐，姚勇等编著.土木工程专业钢结构课程设计指南[M].北京：
中国水利水电出版社，知识产权出版社，.
工作计划：
周一、周二完成截面及节点设计。
周三、周四绘制施工图。
周五、周六检查修改。
任务下达日期：
2012年12月7日
任务完成日期：
指导教师（签名）：
学生（签名）：
摘要：
。
该设计是一个工业单层单跨厂房的三角形屋架，屋面材料为波形石棉瓦以及保温木丝板，结构形式采用的是有檩体系，设有上弦横向水平支撑、下弦横向水平支撑、以及垂直支撑，屋架简支于钢筋混凝土柱上，柱的混凝土等级为C20，截面尺寸为400X400，钢材采用Q235B,焊条采用E43型。
综合运用有关力学知识和钢结构课程所学知识，查看资料在所给荷载的基础上，计算杆件内力、选取杆件材料、型号、尺寸以及节点处的连接（包括焊缝尺寸、焊缝长度），支座处的连接。
根据计算结果画施工图写设计说明书。
关键词：
三角形钢屋架结构施工图
1设计背景…………………………………………………………5
设计资料………………………………………………………5
屋架形式………………………………………………………6
2设计方案…………………………………………………………6
屋架尺寸………………………………………………………6
檩条和支撑布置……………………………………………….7
檩条的设计……………………………………………………8
3方案实施…………………………………………………………10
屋架节点荷载计算……………………………………………..11
屋架杆件内力计算……………………………………………..11
节点设计……………………………………………………….12
4结果与结论………………………………………………………24
5收获与致谢………………………………………………………24
收获…………………………………………………………….24
致谢…………………………………………………………….24
6参考文献…………………………………………………………25
7附件………………………………………………………………25
1设计背景
设计资料
厂房长度114m，檐口高度15m。
厂房为单层单跨结构，内设有两台中级工作制桥式吊车。
拟设计钢屋架，简支于钢筋混凝土柱上，柱的混凝土强度等级为C20。
柱顶截面尺寸为400mm。
钢屋架设计可不考虑抗震设防。
厂房柱距选择：
6m。
跨度24m。
图1建筑平面示意图
三角形钢屋架
1）属有檩体系：
檩条采用槽钢，跨度为6m，跨中设有一根拉条φ10。
2）屋架屋面做法及荷载取值（荷载标准值）：
永久荷载：
波形石棉瓦自重kN/m2
檩条及拉条自重kN/m2
保温木丝板重kN/m2
钢屋架及支撑重+跨度）kN/m2
可变荷载：
雪荷载m2
屋面活荷载kN/m2
积灰荷载kN/m2
注：
1、以上数值均为水平投影值；
屋架形式
尺寸如图所示
2设计方案
屋架尺寸
屋架计算跨度：
=－300=24000－300=23700mm
屋面倾角：
屋架跨中的高度为：
上弦长度：
节间长度：
节间水平投影长度：
a==2553×
=2370mm
屋架几何尺寸见图2。
图2屋架几何尺寸（单位：
mm）
檩条和支撑布置
根据屋面材料的最大容许檩距，可将檩条布置于上弦节点上，檩距为节间长度。
在檩条的跨中设置一道拉条。
根据厂房总长度114m，跨度为24m，有中级工作制吊车及第一开间尺寸等因素，可在厂房两端的第二开间和中间分别设置一道上弦横向水平支撑和下弦横向水平支撑，并在同一开间两榀相邻屋架的腹杆间设置两道垂直支撑（图3）。
上弦檩条可兼做系杆，故不另设系杆，在下弦跨中央设置一道通长的柔性系杆。
（见图3）。
备注：
钢屋架GWJ----XX 垂直支撑CC—XX
上弦支撑SC---Ｘ Ｘ 刚性系杆 GG—XX
下弦支撑XC---XX柔性系杆LG—XX
图3屋架支撑布置（单位;
（a）上弦横向水平支撑；
（b）下弦横向水平支撑；
（c）垂直支撑
檩条的设计
选用[20a槽钢截面，由型钢表查得，自重／m≈，=178，=，=1780。
1.荷载计算（对轻屋面，可只考虑可变荷载效应控制的组合）
（坡面）
波形石棉瓦：
0.2×
=
檩条和拉条：
0.2
保温木丝板重kN/m2
=++x
=x
（檩条受荷水平投影面积为×
5=，没有超过60,故屋面均布活荷载取，去与雪荷载较大值为。
）
q=雪荷载+积灰荷载=+=
=×
×
檩条均布荷载设计值：
=+=×
+×
==×
2.强度验算弯矩设计值（见图4）：
图4弯矩图
==×
（因为在檩条的跨中设置了一道拉条）
檩条的最大应力（拉应力）位于槽钢下翼缘的肢尖处。
+=+=158＜f=215
3.刚度验算
只验算垂直于屋面方向的挠度。
荷载标准值：
+=+=
=（+）=×
=
=＜
因有拉条，不必验算整体稳定性。
故选用[20a槽钢檩条能满足要求。
3方案实施
屋架节点荷载计算
1.永久荷载（水平投影面）
波形石棉瓦板0.2
保温木丝板重kN/m2
檩条和拉条=
屋架和支撑自重+=+×
24=
2.可变荷载（水平投影面）
雪荷载kN/m2
3.屋架上弦在檩条处的集中荷载
屋架上弦在檩条处的集中荷载设计值由可变荷载效应控制的组合为
F=（×
）×
6×
屋架杆件内力计算
由于屋面坡度较小，风荷载为吸力，且远小于屋面永久荷载，故其与永久荷载组合时不会增大杆件的内力，因此不予考虑。
芬克式屋架在半跨活荷载作用下，腹杆内力不会变号，故只需按全跨永久荷载与全跨可变荷载组合计算屋架杆件的内力。
屋架杆件内力计算可用图解法或数解法进行。
本例屋架为标准屋架，可直接由建筑结构设计手册查得各杆件的内力系数，然后乘以节点荷载即为各相应杆件的内力。
分别如表2和图5所示。
图5杆件内力图（单位：
kN）
表2屋架杆件内力计算表
杆件名称
杆件
内力系数
内力设计值（）
上弦
AB
BC
CD
DE
EF
下弦
AG
+
GH
HM
腹杆
BG、LE
CG、DL
CH、DH
HL
LF
FM
负为受压，正为受拉。
杆件截面设计
弦杆端节间最大内力为，由焊接屋架节点板厚度选用表，可选用屋架中间节点板厚度为10mm，支座节点板厚度为12mm。
1.上弦杆（见图6）
整个上弦杆不改变截面，按最大内力计算。
图6上弦截面
=，=，=2=2×
=。
选用2∟100×
10组成的T形截面，节点板厚为10mm，查型钢表得
A=2×
=，=，=
==＜
==＜=150
根据==113查表得=，则
==＜=215
故选择截面合适。
2.下弦杆（见图7）
图7下弦截面
下弦杆也不改变截面，按最大内力计算。
=+，屋架平面内的计算长度取最大节间长度，即=。
因屋架下弦在跨中央设有一道通长的系杆，故屋架平面外的计算长度取侧向固定点间的距离，即=1185cm。
选用2∟80x7组成T形截面，由型钢表查得
==2×
=,=，=
==＜=350
===＜=215
故所选截面合适。
3.腹杆
（1）BG、LE杆
=－,==×
=，
选用单角钢∟56×
8，A=，=。
==117＜=150
根据=117，查表得=，则
单角钢单面连接计算构件稳定性时强度设计值折减系数为
==+=+×
117=
==＜==
所选截面合适。
（2）CG、DL杆
N=+，=
选用∟50×
5单角钢截面，A=，=，则
===211<
=350
==＜=×
215=
故所选截面满足要求。
（3）CH、DH杆
N=，=
选用2∟50×
5双角钢截面，A==，=，=
==
==＜
根据=149，查表得=，则
===164＜=215
故所选择的截面合适。
（4）HL、LF杆
两根杆件采用相同的截面，用按最大内力=计算，==，
=2=2×
选用2∟45×
6，A=2×
=，=，=。
==253＜=350
==302＜=350
（5）FM杆。
N=0,=474cm
对有连接垂直支撑的屋架WJ—2，采用2∟56×
5组成十字形截面，并按受压支撑验算其长细比。
474=，=
===197＜=200
故满足要求。
对不连接垂直支撑的屋架WJ—1，选用∟56×
5单角钢，并按受拉支撑验算其长细比，=。
===387＜=400故满足要求。
屋架各杆件截面选择情况见表3。
表3屋架杆件截面选择
编号
内力设计值（kN）
计算长度（mm）
选用截面
截面面积A（cm2）
杆件受力类型
长细比
容许长细比
计算应力
（N/mm2）
杆件端部的角钢肢背和肢尖焊缝（mm）
填板数（每节间）
上弦
AB、BC、CD、DE、EF、
2553
5106
2∟100×
10
压杆
84
113
—
1
下弦
AG、GH
4
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