钢屋架毕业课程设计二十七米含施工图Word下载.docx
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上弦屋脊节点处及屋架支座出的系杆为刚性系杆(图2),安装螺栓采用C级,螺杆直径:
d=20mm,螺孔直径:
d0=21.5mm。
符号说明:
GWJ-(钢屋架);
SC-(上弦支撑):
XC-(下弦支撑);
CC-(垂直支撑);
GG-(刚性系杆);
LG-(柔性系杆)
六、荷载计算
屋面活荷载与雪荷载不会同时出现,计算时,取较大的荷载标准值进行计算。
故取屋面活荷载0.4kN进行计算。
屋架沿水平投影面积分布的自重(包括支撑)按经验公式计算,跨度L单位为m,荷载计算结果见表1。
表1荷载计算表
荷载名称
标准值(kN)
设计值(kN)
预应力混凝土大型屋面板
1.4×
1.2=1.68
三毡四油上铺小石子防水层
0.4×
1.2=0.48
水泥砂浆找平层
厚泡沫混凝土保温层
0.1×
1.2=0.12
0.5×
1.2=0.6
屋架和支撑自重
0.12+0.011×
27=0.417
0.417×
1.2=0.50
永久荷载总和
3.217
3.86
屋面活荷载
1.4=0.56
积灰荷载
可变荷载总和
0.8
1.12
设计屋架时应考虑以下三种荷载组合情况:
6.1.全跨永久荷载+全跨可变荷载
全跨节点永久荷载及可变荷载:
6.2.全跨永久荷载+半跨可变荷载
全跨节点永久荷载:
半跨节点可变荷载:
6.3.全跨屋架(包括支撑)自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载:
全跨节点屋架自重:
半跨节点屋面板自重及活荷载:
6.1、6.2为使用节点荷载情况,6.3为施工阶段荷载情况。
七、内力计算
由图解法或数解法解得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)。
然后求出各种荷载情况下的内力进行组合,计算结果见表2。
表2屋架杆件内力组合表
杆件名称
内力系数(F=1)
内力组合值
计算杆内力(kN)
全跨①
左半跨②
右半跨③
第一种组合F×
①
第二种组合
第三种组合
F1×
①+F2×
②
③
F3×
①+F4×
上弦
AB
0.0
BC
-9.97
-7.19
-2.79
-446.9
-418.8
-374.5
-120.4
-74.2
CD
DE
-15.8
-10.75
-5.06
-708.2
-657.3
-599.9
-184.0
-124.2
EF
-16.38
-11.33
-734.2
-683.2
-620.0
-192.7
-126.8
FG
GH
-18.67
-11.05
-7.62
-836.8
-760.0
-725.4
-200.0
-164.0
HI
-19.17
-859.2
-777.3
-742.8
-202.3
-166.3
IJ
-11.54
-782.3
-207.4
下弦
ab
5.36
3.96
1.41
240.2
226.1
200.4
65.7
38.9
bc
13.31
9.34
3.97
596.6
556.5
502.4
158.0
101.6
cd
18.24
11.42
6.82
817.5
748.8
702.4
202.0
153.7
817.5
de
17.81
8.9
798.2
708.4
173.6
798.2
斜
腹杆
aB
-10.05
-7.42
-2.63
-450.4
-423.9
-375.6
-123.1
-72.8
-450.4
Bb
7.95
5.57
2.38
356.3
332.3
300.2
94.3
60.8
356.3
bD
-6.47
-4.18
-2.29
-290.0
-266.9
-247.9
-73.0
-53.2
-290
Dc
4.61
2.59
2.02
206.6
186.3
180.5
47.9
42.0
206.6
cf
-3.5
-1.01
-2.49
-156.9
-131.8
-146.7
-26.4
-41.9
-156.9
fG
-2.69
-0.21
-120.6
-95.6
-118.5
-14.3
-38.3
-120.6
Ef
0.73
32.7
25.4
11.0
3.3
32.7
Gd
0.72
-0.93
1.66
32.3
15.6
41.7
-6.5
20.7
-6.5
41.7
dg
1.15
3.13
-1.97
51.5
71.5
20.1
38.0
-15.5
-15.5
71.5
gJ
1.89
3.87
84.7
104.7
45.8
49.1
-12.2
-12.2
104.7
Hg
0.67
30.0
23.3
10.1
3.0
30
竖杆
Aa
-0.5
-22.4
-17.4
-7.5
-2.3
-22.4
Cb
-1
-44.8
-34.7
-15.0
-4.5
-44.8
Ec
-1.5
-67.2
-52.1
-22.5
-6.8
-67.2
Ff
Hd
Ig
Je
八、杆件设计
8.1上弦杆
整个上弦采用等截面,按HI、IJ杆件的最大设计内力设计。
N=-859.2kN
上弦杆计算长度:
在屋架平面内:
为节间轴线长度
在屋架平面外:
本屋架为无檩体系,并且认为大型屋面板只起到刚性系杆作用,根据支撑布置和内力变化情况,取为支撑点间的距离,即
根据屋架平面外上弦杆的计算长度,上弦截面选用两个不等肢角钢,短肢相并。
腹杆最大内力N=-450.4kN,查表得,中间节点板厚度选用12mm,支座节点板厚度选用14mm。
设,查Q235钢的稳定系数表,可得(由双角钢组成的T型和十字形截面均属于b类),则需要的截面积:
需要的回转半径:
根据需要A、查角钢规格表,选用2L160×
100×
10,肢背间距a=12mm,则A=50.6,,
按所选角钢进行验算:
,
满足长细比的要求。
由于,只需求,查表=0.818,则
所选截面合适,上弦截面如图所示:
图7:
上弦截面
8.2下弦杆
整个下弦杆采用同一截面,按最大内力所在的cd杆计算。
N=817.5kN
所需截面积为(因跨中有通长系杆):
选用2L160×
10,因故用不等肢角钢,短肢相并。
A=50.6,,
,所以满足要求。
下弦截面如图:
图8.下弦截面
8.3斜杆
按端斜杆aB最大设计内力设计。
杆件轴力:
计算长度:
因为,故采用等肢角钢,使。
选用2L100×
10。
则:
A=38.52,,
由于,只需求。
查表=0.668,则:
,故所选截面合适。
端斜杆截面如图:
图9.端斜杆截面
8.4腹杆
腹杆cf-fG在f节点处不断开,采用通长杆件。
再分式桁架中的斜腹杆,在桁架平面内的计算长度取节点中心间距,在桁架平面外的计算长度:
选用2L110×
10,查角钢规格表得
A=45.52,,
查表=0.458,则:
再分腹杆截面如图:
图9:
再分腹杆截面
8.5竖杆Hd
,,
由于杆件内力较小,按选择,需要的回转半径为
查型钢表,选截面的和较上述计算的和略大些。
选用2L63×
5,其几何特性为:
A=12.29,,
查表=0.