24钢结构课程方案设计书计算书跨度为24mWord文档下载推荐.docx
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屋架跨度为24m,屋架形式、几何尺寸及内力系数如附图所示。
屋架采用的钢材及焊条为:
设计方案采用235钢,焊条为E43型。
1.3、荷载标准值(水平投影面计)
1永久荷载:
三毡四油(上铺绿豆砂)防水层0.4KN/m2
水泥砂浆找平层0.4KN/m2
保温层0.7KN/m2
一毡二油隔气层0.05KN/m2
水泥砂浆找平层0.3KN/m2
预应力混凝土大型屋面板1.40KN/m2
屋架及支撑自重(按经验公式计算)0.384KN/m2
2可变荷载:
屋面活荷载标准值:
0.8KN/m2
雪荷载标准值:
0.5KN/m2
积灰荷载标准值:
0.7KN/m2
2、支撑布置
2.1桁架形式及几何尺寸布置
如下图2.1、2.2、2.3所示
图2.124M跨屋架几何尺寸
图2.224M跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值
2.2桁架支撑布置
桁架形式及几何尺寸在设计任务书中已经给出,桁架支撑布置如图1.1所示。
其中考虑到厂房内有桥式吊车2台150/30t(中级工作制),锻锤为2台5t,布置下弦纵向水平支撑。
(见下图)
桁架支撑布置图
符号说明:
SC上——上弦支撑;
XC——下弦支撑;
CC——垂直支撑。
GG——刚性系杆;
LG——柔性系杆
3、荷载计算
屋面活荷载与雪荷载不会同时出现,从资料可知屋面活荷载大于雪荷载,故取屋面活荷载计算。
沿屋面斜面分布的永久荷载应乘以换算为沿水平投影面分布的荷载。
标准永久荷载值:
三毡四油防水层:
1.005×
0.4=0.402kN/m2
水泥砂浆找平层:
保温层:
0.7=0.704kN/m2
一毡二油隔气层:
0.05=0.050kN/m2
0.3=0.302kN/m2
预应力混凝土大型屋面板:
1.40=1.407kN/m2
屋架及支撑自重:
0.12+0.011×
24=0.384kN/m2
共3.833kN/m2
可变荷载标准值:
屋面活荷载标准值(大于雪荷载):
0.8kN/m2
0.7kN/m2
共1.5kN/m2
设计桁架时,应考虑以下三种荷载组合:
3.1、全跨永久荷载+全跨可变荷载(按永久荷载为主控制的组合)
全跨节点永久荷载设计值:
F=(1.35×
3.833+1.4×
0.7×
0.8+1.4×
0.9×
0.7)×
1.5×
6=61.56kN
荷载组合
(1)计算简图如图4.1,
表4.1桁架杆件内内力组合表
杆件名称
内力系数(F=1)
内力组合
计算杆件内力/kN
全跨
左半跨荷载
第一种组合F×
①
第二种组合
第三种组合
左半跨
右半跨
F1.i×
①+F2.i×
②
③
F3.i×
①+F4×
上弦杆
AB
BC,CD
-8.72
-6.25
-2.47
-536.80
DE,EF
-13.53
-9.04
-4.49
-832.91
FG,GH
-15.26
-9.17
-6.09
-939.41
HI
-14.71
-7.38
-905.55
下弦杆
ac
4.73
3.48
1.25
269.02
ce
11.53
8.0
3.53
709.79
eg
14.65
9.34
5.31
901.85
gi
15.17
8.44
6.73
933.87
斜腹杆
aB
-8.87
-6.53
-2.34
-546.64
Bc
6.88
4.76
2.12
423.53
cD
-5.44
-3.14
-2.03
-334.89
De
3.70
1.90
1.80
227.77
eF
-2.46
0.71
-1.75
-151.44
Fg
1.11
-0.45
1.56
68.33
gH
0.02
1.55
-1.53
1.23
Hi
-1.08
1.39
-66.48
竖杆
Aa
-0.500
0.000
-30.78
Cc
-1.000
-61.56
Ee
Gg
Ii
0.97
5、杆件设计
5.1上弦杆
整个上弦架采用等截面,按FG、GH杆件之最大设计内力设计。
N=—939410N(受压)
上弦杆计算长度:
在桁架平面内,为节间轴线长度:
在桁架平面外,根据支承布置及内力变化情况,取:
因为,故截面宜采用两个不等肢角钢,短肢相并(图5.1)
腹杆aB最大内力=546.04kN,查表9.6.4,中间节点版厚度选用12mm,支座节点板厚度用14mm。
设λ=60查附录4得。
需要截面积:
需要的回转半径:
根据需要的A,ix,iy查角钢规格表(附录8),选用,,
,,,按所选角钢进行验算:
满足长细比的要求。
截面在x和y平面内皆属b类,由于,只要求,查表得。
所需截面合适
5.2下弦杆
整个下弦杆采用同一截面,按gi杆最大设计值计算。
,根据桁架下弦支撑布置情况,得
所需截面积:
根据所需截面积查表选用,不等肢角钢,短肢相并(图5.2)。
,,
考虑下弦杆有2φ21.5mm的栓孔削弱,下弦净截面面积:
所需截面适合。
5.3端斜杆aB
杆件轴力:
计算长度。
因为,故采用不等边角钢,长肢相并,使。
设λ=80,查附录4得,
根据需要的,,查角钢规格表,选用2L140×
90×
10,(图5.3)
,,,。
又
所选截面合适。
5.4腹杆
5.4.1Bc杆
杆件计算长度:
,
选用2L75×
8等边角钢(图5.4.1),,,
满足要求。
5.4.2cD杆
计算长度:
设λ=100查附录4得
所需的
,
10(图5.4.2),,,
由于,只求,查附录4,得
所选截面满足。
5.4.3De杆
杆计算长度:
选用2L50×
6等边角钢,(图5.4.3)
5.4.4eF杆
所需的
5等边角钢(见图5.4.4),,,
由于,只求,查附录4,得,
5.4.5Fg杆
杆件轴力N=68.33
内力较小,按选择,需要的回转半径为:
查型钢表,选截面和较上述计算的和略大些。
选用2L63×
5(图5.4.5),,,
拉应力:
5.4.6gH杆
杆件轴力N=1.23
5(见图5.4.6),,,
5.4.7Hi杆
同理
5(见图5.4.7),,,
5.5.1竖杆Aa,Cc,Ee,Gg:
Aa,Cc,Ee,Gg都受压,各个竖杆采用同类截面,按Gg杆件的最大设计内力设计。
5(见图5.5),,,
5.5.2竖杆Ii:
(见图5.5)
按5.5.1所选截面验算:
KN
所选截面满足。
表5.1杆件截面选择表
杆件
计算内力/kN
截面规格
截面面积/cm2
计算长度/cm
回转半径/cm
长细比
容许长细比[λ]
稳定系数
应力σ/(N/mm2)
名称
编号
上弦
FGGH
-939.41
2L160X100×
12
60.11
150.8
301.6
2.82
7.54
53.48
60
150
0.807
193.66
下弦
933.87
2L160×
100X10
50.63
1185
600.00
2.85
7.78
105.26
152.31
350
201.57
-546.64
2L140×
10
44.522
253.5
3.16
56.71
75.32
150
0.718
170.81
2L75×
8
23.01
208.64
260.8
2.28
3.57
91.51
73.05
184.06
-334.89
28.25
228.72
285.90
2.26
3.61
101.20
80.65
0.543