钢结构 章 单层厂房结构例题.pptx
【例7.1】简支人字形屋架设计。1设计资料 人字形屋架跨度30m,屋架间距12m,铰支于钢筋温凝土柱上.厂房长度96m。屋面材料为长尺压型钢板,屋面坡度1/10,轧制H型钢模条(见例5.4)的水平间距为5m，基本风压为0.50kN/m2，屋面离地面高度约为20m,雪荷载为0.20kN/m2。钢材采用Q235-B,焊条采用E43型。2屋架尺寸，支撑布置 屋架计算跨度L0L-30029700mm，端部及中部高度均取作2000mm。屋架扦件几何长度见图7.42，支撑布置见图7.43。3荷载、内力计算及内力组合 (1)永久荷载(水平投影面)第七章 例题第1页/共26页第2页/共26页第3页/共26页 (1)永久荷载（水平投影面）压型钢板檩条(约为0.5kN/m)屋架及支撑自重合计0.551kN/m2 (2)因屋架受荷水平投影面积超过60m2，故屋面均布活荷载取为(水平投影面)0.30kN/m2。大于雪荷载，故不考虑雪荷载。(3)风荷载：风荷载高度变化系数为1.25，屋面迎风面的体形系数为-0.6，背风面为-0.5，所以负风压的设计值(垂直于屋面)为第4页/共26页迎风面：背风面：和 垂直于水平面的分力未超过荷载分项系数取1.0时的永久荷载，故将拉杆的长细比控制在350以内。(4)上弦节点集中荷载的设计值由式(1.29)的组合为：(5)内力计算 跨度中央每侧各两根腹杆按压杆控制其长细比，不考虑半跨荷载作用情况，只计算全跨满载时的杆件内力。第5页/共26页4杆件截面选择 腹杆最大内力N-273.3kN，因本屋架最大内力所在节点无竖腹杆又无加劲肋加强，应将最大压力乘以1.25（等于-342kN），查表7.4，选用中间节点板厚度t10mm。(1)上弦 整个上弦不改变截面,按最大内力计算。Nmax=-682kN，loxloy502.5cm。选用TMl953001016,A=68.35cm2 因杆件较少，以数解法(截面法、节点法)求出各杆件内力，见图7.42。第6页/共26页其中：第7页/共26页由 查的 （b类）第8页/共26页（2）下弦 下弦也不改变截面，按最大内力计算。Nmax=-682kN，lox502.5cm，loy1500cm。选用TWl25250914,A=46.09cm2第9页/共26页（3）斜腹杆 杆件a-2:N=+238.7kN,loxloy293.9cm。选用2907，第10页/共26页填放板两块，选用2907，因为杆件b-2:N=-273.3kN,lox0.8l0.8336.4=269.1cm。l0y=l=336.4cm第11页/共26页所以填放板两块，杆件b-3:N=+149.0kN,lox0.8l0.8305.2=244.2cm，l0y=l=305.2cm选用2505，第12页/共26页填放板两块，其余杆件截面见表7.6。需要注意的是连接垂直支撑的中央竖杆采用十字形截面，其斜平面计算长度l0=0.9l。5.节点设计 由于上弦杆腹板厚度10mm，下弦杆腹板厚度9mm，故支座节点和中间节点板厚度均采用10mm.第13页/共26页（1）下弦节点“2”（图7.44）先算腹板与节点板的连接焊缝，a-2杆肢背及肢尖的焊脚尺寸取 ，则所需焊缝长度：肢背肢尖腹杆b-2杆端焊缝同理计算，肢背用6-150，肢尖用5-100。验算下弦杆与节点板连接焊缝，内力差N396kN，由斜腹杆焊缝决定的节点板尺寸，量得实际节点板长度是55.0cm（加引弧板施焊），厚度9mm。此对接焊缝第14页/共26页承受剪力V396kN，弯矩M39610.54158kNcm：剪应力：弯曲应力：(2)上弦节点“b”(图7.45)此上弦节点连接b-2和b-3两根腹杆,经计算，b-2杆端焊缝为：肢背6-150，肢尖5-100；而b-3杆端焊缝为：肢背6-90，肢尖5-60(见表7.6)。由于上弦杆腹板较宽，经用大样图核实，此节点可以将腹杆直接焊在腹板上，而不必另加节点板(图7.45)。第15页/共26页第16页/共26页 上弦节点“c”的构造与节点“b”类似。(3)屋脊节点“d”(拼接节点)(图7.46)腹杆杆端焊缝计算从略。弦杆的拼接采用水平盖板和竖向拼接板连接，水平盖板(宽340mm，厚16mm)和竖向拼接板(宽120mm，厚10mm)与T字钢弦杆的翼缘和腹板等强度连接，计算如下：第17页/共26页翼缘焊缝，（采用 ）第18页/共26页水平盖板长：腹板焊缝（采用 ）竖向拼接板的内侧不能焊接，将其端部切斜以便施焊。竖向拼接板长L500mm，其端部和外侧纵焊缝已超过需要的焊缝长度。(4)支座节点“a”(图7.47)第19页/共26页 弦杆与支座节点板的对接焊统计算，此焊缝承受：第20页/共26页正应力 杆端焊缝计算从略。现计算底板及加劲肋等。底板计算：支反力 R194.61kN，fc9.6N/mm2，所需底板净面积:剪应力第21页/共26页 锚拴直径取d24mm，锚栓孔直径为50mm,则所需底板面积：按构造要求采用底板面积ab2828784cm2252.3cm2,锚栓垫板采用-10010020,孔径26mm。底板实际应力：第22页/共26页所需底板厚度：按构造取t20mm。底扳尺寸为-28028020。加劲肋与节点板连接焊缝计算：一个加劲肋的连接焊缝所承受的内力取为第23页/共26页 加劲肋高度、厚度取与支座节点板相同，断面为31613510。采用hf6mm,验算焊缝应力，焊缝计算长度lw316-220-26264mm 对V对M第24页/共26页节点板、加劲肋与底板连接焊缝计算：取hf=6mm,实际的焊缝总长度：焊缝设计应力：第25页/共26页感谢您的观看。第26页/共26页
