课程设计说明书将完成图.doc
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1、梯形钢屋架课程设计摘 要:本次主要设计一跨度24m的梯形屋架,主要是计算各个杆件的内力和选择截面尺寸以及通过使用CAD来做出屋架的施工图。内力的计算解决的在选择截面的标准和之后的验算,CAD的使用解决了表现图形表达的困难,以达到理论知识和实际运用的结合。关键词:梯形钢屋架 支撑 弦杆 目 录1 设计背景 11.1 设计资料 11.2 屋架形式 12 设计方案 23 方案实施 43.1 荷载与内力计算 43.2 杆件截面设计 53.3 节点设计 144 结果与结论 205 收获与致谢 215.1 收获 215.2 致谢 216 参考文献 227 附件 23 1 设计背景1.1 设计资料 某地区一
2、金加工车间。厂房总长度为72m,柱距6m,跨度为24m。车间内设有两台中级工作制桥式吊车。该地区冬季最低温度为-20。屋面采用1.5m6.0m预应力大型屋面板,屋面坡度为i=1:10,上铺80mm厚泡沫混凝土保温层和三毡四油防水层等。屋面可变荷载标准值为,雪荷载标准值为, 积灰荷载标准值为。 屋架采用梯形钢屋架, 其两端铰支于钢筋混凝土柱上。 柱头截面为, 所用混凝土强度等级为C25。 根据该地区的温度及荷载性质, 钢材采用, 其设计强度, 焊条采用E43型, 手工焊接。构件采用钢板及热轧型钢, 构件与支撑的连接用M20普通螺栓。 屋架的计算跨度:, 端部高度: (轴线处), (计算跨度处),
3、 屋架跨中起拱。 1.2 屋架形式图1 屋架形式及几何 2 设计方案屋架支撑3 方案实施3.1 荷载与内力计算1.荷载计算 屋面可变荷载与雪荷载不会同时出现,故取两者较大的可变荷载计算。永久荷载标准值 防水层(三毡四油上铺小石子) 找平层(厚水泥砂浆) 保温层(厚泡沫混凝土) 预应力混凝土大型屋面板 1.40 钢屋架和支撑自重 总计 2.784可变荷载标准值 屋面可变荷载 0.50 积灰荷载 0.5 总计 1.02.荷载组合设计屋架时,应考虑以下两种组合:组合一:全跨永久荷载+全跨可变荷载 组合二:全跨永久荷载+半跨可变荷载3.内力计算本设计采用图解法计算杆件在单位节点力作用下各杆件的内力系数
4、,见表1。3.2 杆件截设计腹杆最大内力,N=386.66kN(压),由屋架节点板厚度参考表可知:支座节点板厚度取12mm;其余节点板与垫板厚度取10mm。表1 屋架杆件内力组合表杆件名称内力系数(F=1)组合一组合二计算内力(kN)全跨左半跨右半跨上弦杆AB0.00.00.00.00.0 0.00.0BCD-8.64-6.19-2.45-377.48-352.91-315.40-377.48DEF-13.41-8.96-4.45-585.88-541.25-511.96-585.88FGH-15.13-9.09-6.04-668.89-600.45-569.86-668.89HJ-14.64
5、-7.33-7.32-639.62-566.20-566.20-639.63下弦杆ab4.703.461.24205.34192.90170.64205.34bc11.487.963.52501.56466.26421.72501.56cd14.599.305.29673.44584.38544.16673.44de15.128.406.72660.59593.19576.34660.59斜腹杆Ba-8.85-6.51-2.34-386.66-363.52-321.36-386.66Bb-6.874.762.11300.15278.99252.41300.15Db-5.45-3.40-2.05
6、-238.11-217.55-204.00-238.11Dc3.701.911.79162.65143.70142.50162.56Fc-2.5-0.71-1.75-107.48-89.92-100.36-107.48Fd1.03-0.441.4745.0030.2649.4149.41Hd0.021.56-1.540.8716.32-14.7716.32 -14.77He-1.07-2.451.38-46.75-60.59-22.17-60.59竖杆Aa-0.5-0.50.0-21.84-21.84-16.83-21.84Cb-1.0-1.00.0-43.69-43.69-33.66-43.
7、69Ec-1.0-1.00.0-43.69-43.69-33.66-43.69Gd-1.0-1.00.0-43.69-43.69-33.66-43.69Je1.930.960.9684.3284.3284.32-84.32注:表内负值表示压力;正值表示拉力。1.上弦杆整个上弦杆采用同一截面,按最大内力计算,N=668.89kN(压)计算长度 屋架平面内取节间轴线长度 屋架平面外根据支撑和内力变化取因为,故截面宜选用两个不等肢角钢,且短肢相并,上弦杆截面见图3。图3 上弦截面设,查轴心受力稳定系数表,需要截面积 需要回转半径 根据 查角钢型钢表,选用2,,。按所选角钢进行验算: 满足刚度要求。由
8、于,只需求出,查轴心受力稳定系数表, 所选截面合适。2.下弦杆整个下弦杆采用用同一截面,按最大内力计算,N=660.59kN(拉)计算长度:屋架平面内取节间轴线长度,屋架平面外根据支撑布置取计算需要净截面面积 选用2(短肢相并),A=3198,。下弦杆截面见图4。图4 下弦截面按所选角钢进行截面验算,取所选截面满足要求。3.端斜杆aB已知N=386.66kN(压),因为,故采用不等肢角钢,长肢相并;选用角钢2,。端斜杆截面见图5。截面验算:图5 端斜杆截面 所选截面满足要求。4腹杆Bb已知 N=300.15kN, 5.(1)竖杆Gb (2)中竖杆Je 表2 杆件截面选择表杆件内力kN截面规格面
9、积()计算长度(cm)回转半径(cm)长细比应力(N/mm)名称编号上弦-668.89短边相并2125801039.42150.8301.62.266.1666.721500.7704-220.25下弦660.59短边相并212580831.983006002.286.07131.29350207.15斜腹杆Ba-386.66长肢相并210080827.89254.33.143.4980.991500.6810-203.58Bb300.15等肢相并263614.58209.2261.61.932.98108.40350205.86Db-238.11等肢相并275823.01230.2287.8
10、2.283.50101.001500.5490-188.49Dc162.65等肢相并263527.89229.4286.71.932.98118.8435058.32Fc-107.48等肢相并275823.01251.0313.82.283.50110.101500.4924-94.86Fd49.41等肢相并263627.89250.2312.71.932.98129.6235017.72Hd16.32-14.77等肢相并263627.89272.4340.51.932.98141.141500.34005.85-15.58He-60.59等肢相并275823.01271.4339.32.28
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