m跨厂房普通钢屋架设计Word文档下载推荐.doc

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保温层0.45KN/m2（按附表取）

一毡二油隔气层0.05KN/m2

水泥砂浆找平层0.3KN/m2

预应力混凝土屋面板1.55KN/m2

屋架杆件的内力系数

a.18米跨屋架几何尺寸b.18米跨屋架全跨单位荷载

作用下各杆件的内力值

c.18米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值

16

屋架上、下弦布置有水平支撑和竖向支撑（如图1-1所示）。

屋面采用1.5×

6m预应力钢筋混凝土大型屋面板，120mm厚珍珠岩（）的保温层，三毡四油铺绿豆沙防水层，20mm厚水泥砂浆找平层，屋面雪荷载为，钢材采用3号钢。

2荷载计算

2.1永久荷载

预应力钢筋混凝土大型屋面板：

三毡四油防水层及及找平层（20mm）：

120mm厚泡沫混凝土保温层：

屋架自重和支撑自重按经验公式（跨度l=18m）

2.2可变荷载

屋面雪荷载：

2.3荷载组合

永久荷载可变荷载为主要荷载组合，屋架上弦节点荷载为：

3内力计算

桁架杆件的内力，在单位力作用下用图解法（图2-1）求得表3-1。

表3-1

杆件

轴线

单位荷载内力

F荷载内力（kN）

上

弦

杆

B-①

1357

C-③

1508

-6.223

-238.030

D-④

1507

E-⑥

-8.996

-344.097

F-⑦

G-⑨

-9.105

-348.266

下

②-O

2850

+3.479

+133.072

⑤-O

3000

+7.961

+304.508

⑧-O

+9.270

+354.578

斜

①-②

2530

-6.502

-248.702

②-③

2613

+4.586

+175.415

④-⑤

2864

+3.381

-129.323

⑤-⑥

3124

+1.884

+72.063

⑦-⑧

-0.690

-26.393

⑧-⑨

-0.463

-17.710

竖

A-①

1990

-0.500

-19.125

③-④

2290

-1.000

-38.250

⑥-⑦

2590

⑨-⑩

2890

+0.812

+31.059

4截面选择

4.1上弦杆截面选择

上弦杆采用相同截面，以最大轴力G-⑨杆来选择：

在屋架平面内的计算长度，屋架平面外的计算长度。

选用两个不等肢角钢，长肢水平。

截面几何特性（长肢水平双角钢组成T形截面，节点板根据腹杆最大内力选用板厚8mm）：

截面验算：

大型屋面板与上弦焊牢，起纵横向水平支撑作用，上弦杆其他节间的长细比和稳定验算均未超过上述值。

4.2下弦杆截面选择

下弦杆也采用相同截面，以最大轴力⑧-O杆来选择：

在屋架平面内的计算长度：

，屋架平面外的计算长度：

。

所需截面面积为：

选择两个不等肢角钢，长肢水平。

截面几何特点：

另两个节点的下弦杆内力较小，但，故须验算其屋架平面外的长细比：

4.3支座竖杆截面选择

杆轴力：

计算长度：

，采用两个等肢角钢，组成T型截面

截面几何特性：

，，

4.4支座斜杆截面选择

计算长度：

采用两个不等肢角钢，长肢相拼。

4.5斜杆②③截面选择

计算长度：

所需截面:

选用两个等肢角钢，组成T形截面

截面特性：

4.6竖杆③④截面选择

采用两个等肢角钢，组成T形截面。

4.7斜杆④⑤截面选择

采用两个等肢角钢，组成T形型截面

4.8斜杆⑤⑥截面选择

所需截面：

4.9竖杆⑥⑦截面选择

采用两个等肢角钢，组成T形截面

4.10斜杆⑦⑧截面选择

4.11斜杆⑧⑨截面选择

4.12竖杆⑨⑩截面选择

各杆件截面选择结果列表如下表4-1

杆件

计算内力（kN）

截面规格

截面面积

（）

计算长度（cm）

迴转半径（cm）

长细比

容许长细比

稳定系数

应力N/mm2

名称

编号

5节点设计

各节点的节点板厚一律取8mm，各杆内力如图5-1所示。

5.1下弦节点i设计（如图6-2所示）

首先，计算腹杆与节点板连接焊缝尺寸，然后按比例绘出节点板形状和尺寸，最后验算下弦与节点板的连接焊缝。

已知焊缝的抗拉、抗压和抗剪的强度设计值：

设杆②③的肢背和肢尖焊缝分别是和，则所需焊缝长度为：

肢背：

取110mm

肢尖：

取80mm

设杆④⑤的肢背和肢尖焊缝分别是和，则所需焊缝长度为

取100mm

设杆③④的肢背和肢尖焊缝均为，则所需焊缝长度为

取165mm

根据上述腹杆焊缝长度，并考虑杆件之间应留有间隙，按比例绘出节点大祥图5-1，从而确定节点板尺寸为。

下弦与节点板连接的焊缝长度为385mm，，焊缝所受的力为左右两下弦杆内力差所受较大的肢背处焊缝应力为：

5.2下弦节点j的设计（图5-2）

设节点所有焊缝为，所需焊缝长度如下：

杆⑤-⑥

杆⑥-⑦

杆⑦-⑧

所有焊缝均按构造（节点板尺寸）确定，焊缝长度均需大于60mm。

下弦与节点板连接的焊缝长度为320mm，，焊缝所受的力为左右两下弦杆内力差所受较大的肢背处焊缝应力为：

焊缝强度满足要求。

5.3下弦节点k的设计

下弦杆一般都采用同号角钢进行拼接，为使拼接角钢与弦杆之间能够密合，并便于施焊，需将拼接角钢的尖角削除，且截去垂直肢的一部分宽度（一般），拼接角钢这部分削弱，可以靠节点板来补偿。

接头一边的焊缝长度按弦杆内力计算（如图5-3）

设焊缝，则所需一条焊缝计算长度为:

拼接角钢的长度取400mm>

131.9×

2=263.8mm

屋架分成两个运输单元，设置工地焊缝长度拼接，左半边的弦杆和腹杆与节点板连接用工厂焊缝，而右半边的弦杆与腹杆与节点板连接用工地焊缝。

中间竖杆跟左半边在工厂焊牢再出厂，为便于工地拼接，在拼接的角钢与右半边斜杆上，设置螺栓孔。

作为安装施焊前的定位之用。

下弦杆与节点板之间用焊缝满焊。

斜杆⑧-⑨和竖杆⑨-⑩的内力均很小，肢背与肢尖焊缝，施焊长度均可按构造采用，至少60mm，采用390×

290×

8mm，所有焊缝均满焊，焊缝长度均大于所需长度。

5.4支座节点h设计

为了便于施焊，下弦焊与支座底板的距离取130mm，在节点中心设置加劲肋，加劲肋高度与节点板高度相等。

5.4.1支座底板计算

支座反力：

支座底板的平面尺寸取，如仅考虑有加劲肋部分的底板承受支座反力，则实承面积为：

验算柱顶混凝土的抗压强度：

式中——钢筋混凝土轴心抗压强度的设计值。

底板的厚度按屋架反力作用下的弯矩计算，节点板和加劲肋将底板分成4块。

每块板是两相邻为固定支承而另两相邻边自由的板，每块板的单位宽度最大弯矩为：

式中q——底板所受的均布反力，

——两支承之间的对角线长度，

——系数，由查课本表5-6确定，为两支承边的相交点到对角线的垂线距离，由相似三角形的关系得：

查表5-5得

底板厚度：

取20mm

5.4.2加劲肋与节点板的连接焊缝计算

加劲肋与节点板的链接焊缝计算与牛腿焊缝相似，假定一个加劲肋的受力为屋架