钢结构设计要点.docx

1、钢结构设计要点1设计资料结构形式某厂房跨度为24m，总长90m，纵向柱距6m，采用梯形钢屋架，无盖体系为无檩屋盖，钢筋混凝土柱，预应力混凝土大型屋面板，屋架铰支于钢筋混凝土柱上，柱的混凝土强度等级为C30，屋面坡度为i=L/10。地区计算温度高于-200C，无侵蚀性介质，地震设防烈度为8度，屋架下弦标高为18m；厂房内桥式吊车为2台150/30t。屋架形式及选材屋架跨度为24m，屋架形式、几何尺寸及内力系数（节点荷载P=作用下杆件的内力）如附图所示。屋架采用的钢材及焊条为：设计方案采用Q345钢，焊条为E50型。荷载标准值（1）永久荷载：三毡四油（上铺绿豆砂）防水层m2水泥砂浆找平层m2保温层

2、m2一毡二油隔气层m2水泥砂浆找平层m2预应力混凝土大型屋面板m2屋架及支撑自重(按经验公式计算)m2（2）可变荷载：屋面活荷载标准值：m2雪荷载标准值：m2积灰荷载标准值：m22支撑布置桁架形式及几何尺寸布置24米跨屋架几何尺寸24米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值24米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值桁架支撑布置根据车间长度，屋架跨度荷载情况以及吊车布置情况宜设置三道上、下弦横向水平支撑。考虑到柱网的布置情况，因为第一柱间间距小于6，因此厂房两端的横向水平支撑设在第二柱间。在第一柱间的上弦设置刚性系杆保证安装时上弦的稳定，下弦设置刚性系杆以传递风荷载。在设置水平支撑的柱间，在屋

3、架跨中及两端，两屋架间共设置三道垂直支撑。屋脊节点以及屋架支座处沿厂房通常设置刚性系杆，屋架下弦跨中通长设置一道柔性系杆。凡与支撑连接的屋架编号为，其余编号均为，其中屋架间距取，两端和中间共8榀屋架。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： =m2水泥砂浆找平层： =m2保温层： =m2一毡二油隔气层： =m2水泥砂浆找平层： =m2预应力混凝土大型屋面板： =m2屋架及支撑自重：m2悬挂管道： m2共 m2可变荷载标准值：屋面活荷载标准值（大于雪荷载

4、）： m2积灰荷载标准值：m2共m2设计桁架时应考虑以下三种荷载组合：全跨永久荷载+全跨可变荷载屋架上弦节点荷载（端点荷载取半）：P=+）6全跨永久荷载+半跨可变荷载有可变荷载作用屋架上弦节点处的荷载：P1=6无可变荷载作用屋架上弦节点处的荷载：P2=6全跨屋架与支撑+半跨屋面板+半跨屋面活荷载全跨屋架和支撑自重产生的节点荷载：P3=6作用于半跨的屋面板及活载产生的节点荷载：取屋面可能出现的活载P4=（+）63内力计算经计算P=1作用于全跨、左半跨、和右半跨，屋架杆件内力系数，求出以上三种荷载组合下的杆件内力，列于表所示，选取最大的杆件内力进行杆件设计。表屋架杆件内力计算表杆件名称杆内力系数（

5、P=1）内力组合计算杆件内力/kN全跨左半跨右半跨第一种组合P=N=P第二种组合P1=，P2=第三种组合P3=，P4=N左=P1+P2N右=P1+P2N左=P3+P4N右=P3+P4上弦杆ABBC,CDDE,EFFG,GHHI下弦杆acceeggi斜腹杆aBBccDDeeFFggHHi竖杆Aa0Cc0Ee0Gg0Ii04杆件设计上弦杆整个上弦架采用等截面，按杆件最大设计内力设计。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2l0xl0y，故截面宜采用两个不等肢角钢，短肢相并（图）腹杆最大内力N=，查表得，节点版厚度选用10mm，支座节点板厚度

6、用12mm。设=60查附录得。需要截面积：Areq=N/f=554300/（215）=需要的回转半径：i=lox/=1508/60=；i=l/3000/6050mm根据需要的A，ix，iy查角钢规格表，选2L1258010，A=2100=3940mm2、ix=、iy=，按所选角钢进行验算：截面验算：l/i1508/=150(满足) l/i=3000/=150(满足)b/t=125/10=3000/125=所以近似取=，=查表得由N/A=554300/3940)215(满足)故上弦杆采用2L1258010短肢相并下弦杆整个下弦杆采用等截面，按最大内力N=计算l300cml=1800/2=1200

7、cm由附表选2L1258012短肢相并a=10A2，i，i=948060/4680=215(满足)l/i300/=350(满足)l/i=1200/=，只需求，查表得=则=554300/4062=189N/，只需求，查表得=则=42290/1458=215(满足)按拉杆计算：N=43030/1458=（满足）所以采用等肢角钢2L636，如下图所示腹杆BcN=，l0x=，l0y=选用截面2L908a=10截面集合特性：几何面积：A=回转半径：ix=，iy=长细比：承载力验算：=429970/2128=mm2，锚栓垫块采用10010020，孔径26cm。底板实际应力：An=784-2352/4=q=

8、500000/73440=mm2a1=（140-12/2）2=b1=a1/2=b1/a1=，查表得：?=，则：M=?qa2=所需底板厚度：t=用t=22mm，底板尺寸为28028022。（2） 加劲肋与节点板连接焊缝计算：一个加劲肋的受力为支座反力的1/4，则焊缝受力V=R/4=500000/4=125000Ne=b/4=7cmM=12500070=8750000N/mm验算焊缝应力：加劲肋尺寸取为29014012。采用hf=6mm，验算焊缝应力：对V对M肢尖焊缝强度为q=160N/mm（3）、节点板、加劲肋与底板焊缝计算：初选=10mm,则实际焊缝总长度:2a+2(b-t-2c)-12hf=2(28+28-10-2-121=84cm,焊缝设计应力为：=R/=160=。底板详图：附图节点大样：1、节点“B”详图：2、节点“A”详图：3、节点“c”详图：4、节点“C”详图：5、节点“a”