跨度普通钢桁架设计计算报告书.doc
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1、钢构造设计计算书 姓 名: 班 级: 学 号: 指引教师: 一、设计资料: 1.构造形式:某厂房总长度108m,跨度为24m,纵向柱距6m,厂房建筑采用封闭结合。采用钢筋混凝土柱,梯形钢屋架,柱混凝土强度级别为C30,上柱截面400mm400mm,屋面坡度i=1/10。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50/10t(中级工作制),锻锤为2台5t。2. 屋架形式及荷载:屋架形式、几何尺寸及内力系数(节点荷载P=1.0作用下杆件内力)如附图所示。屋架采用钢材为Q345A钢,焊条为E50型。3.屋盖构造及荷载原则值(水平投影面计)
2、 无檩体系:采用1.56.0m预应力混凝土屋面板,屋架铰支于钢筋混凝土柱上。荷载: 屋架及支撑自重:按经验公式q=0.12+0.011L,L为屋架跨度,以m为单位,q为屋架及支撑自重,以可kN/m2为单位; 屋面活荷载:施工活荷载原则值为0.7kN/m2,雪荷载基本雪压原则值为S0=0.35kN/m2,施工活荷载与雪荷载不同步考虑,而是取两者较大值。积灰荷载原则值:0.5kN/m2。 屋面各构造层荷载标 准值:三毡四油(上铺绿豆砂)防水层 0.40kN/m2水泥砂浆找平层 0.50kN/m2保温层 0.80kN/m2一毡二油隔气层 0.05kN/m2水泥砂浆找平层 0.40kN/m2预应力混凝
3、土屋面板 1.50kN/m2 桁架计算跨度: m 跨中及端部高度: 桁架中间高度: m 在23.7m两端高度: m 在30m轴线处端部高度: m 桁架跨中起拱50mm二、构造形式与布置图:桁架形式及几何尺寸如图1所示:图1 桁架形式及几何尺寸 桁架支撑布置图如图2所示: 图2三、 荷载计算1、荷载计算:屋面活荷载与雪荷载不会同步浮现,从资料可知屋面活荷载不不大于雪荷载,故取屋面活荷载计算。沿屋面斜面分布永久荷载应乘以换算为沿水平投影面分布荷载。桁架沿水平投影面积分布自重(涉及支撑)按经验公式(支撑)计算,跨度单位m。永久荷载原则值:三毡四油(上铺绿豆砂)防水层 1.0050.4 kN/m2=0
4、.402kN/m2水泥砂浆找平层 1.0050.5 kN/m2=0.503kN/m2保温层 1.0050.8 kN/m2=0.804kN/m2一毡二油隔气层 1.0050.05 kN/m2=0.050kN/m2水泥砂浆找平层 1.0050.4 kN/m2=0.402kN/m2预应力混凝土屋面板 1.0051.5 kN/m2=1.508 kN/m2桁架和支撑自重 0.12 KN/m2+0.011 24 kN/m2=0.384 kN/m2 总计:4.053kN/m2可变荷载原则值:屋面活荷载 0.7kN/m2积灰荷载 0.5kN/m2 2、荷载组合:设计桁架时,应考虑如下三种荷载组合:(1)全跨永
5、久荷载+全跨可变荷载(按永久荷载为主控制组合)全跨节点荷载设计值:F=(1.354.053kN/+1.40.70.7 kN/+1.40.90.5 kN/)1.5m6m=61.09kN(2)全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨节点永久荷载设计值:对构造不利时:F1.1=1.354.053 kN/1.5m6m=49.24kN (按永久荷载为主组合)F1.2=1.24.053 kN/1.5m6m=43.77kN (按可变荷载为主组合)对构造有利时:F1.3=1.04.053 kN/1.5m6m=36.48kN半跨节点可变荷载设计值:F2.1=1.4(0.70.7 kN/+0.90.5 kN/)1.5m6m
6、=11.84kN (按永久荷载为主组合)F2.2=1.4(0.7+0.90.5)kN/1.5m6m=14.49kN (按可变荷载为主组合) (3)全跨桁架涉及支撑+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载(按可变荷载为主组合)全跨节点屋架自重设计值:对构造不利时:F3.1=1.20.384 kN/1.5m6m=4.15kN对构造有利时:F3.2=1.00.384 kN/1.5m6m=3.46kN半跨节点屋面板自重及活荷载设计值:F4=(1.21.5 kN/+1.40.7 kN/)1.56=25.02kN(1)、(2)为使用阶段荷载状况,(3)为施工阶段荷载状况。单位力作用下计算详图见图3。图3 单位力作
7、用下计算详图四、内力计算由电算先解得F=1桁架各杆件内力系数(F=1作用于全跨、左半跨和右半跨)见图4。然后求出各种荷载状况下内力进行组合,计算成果见表1.(a) (b)图4 桁架各杆件内力系数表1 桁架杆件内力组合表 杆件名称内力系数(F=1)第一种组 合F第二种组合第三种组合计算杆件内力/KN全跨左半跨右半跨F1,i+F2,iF1,i+F2,iF3,i+F4F3,i+F4上弦AB000000000BC、CD-8.72-6.25-2.47-532.70-532.70DE、EF-13.53-9.04-4.49-826.55-826.55FG、GH-15.26-9.17-6.09-932.23-
8、932.23HI-14.71-7.38-7.38-898.63-898.63下弦ac4.733.481.25288.96288.96ce11.538.003.53704.37704.37eg14.659.345.31894.97894.97gi15.178.446.73926.74926.74斜腹杆aB-8.87-6.53-2.34-541.87-541.87Bc6.884.762.12420.30420.30cD-5.44-3.41-2.03-332.33-332.33De3.71.901.80226.03226.03eF-2.46-0.71-1.75-150.28-129.54(F1,1
9、,F2,1)-141.85(F1,1 ,F2,1)-27.97(F3,1 ,F4)-53.99(F3,1 ,F4)-150.28Fg1.11-0.451.5667.8149.33(F1,1 ,F2,1)73.36 (F1,1 ,F2,1)-7.42 (F3,2 ,F4)43.64 (F3,1 ,F4)-7.4273.36gH0.021.55-1.531.2223.33(F1,2,F2,2)-21.44(F1,3,F2,2)38.86(F3,1 ,F4)-38.21(F3,2 ,F4)-38.2138.86Hi-1.08-2.471.39-65.98-83.06(F1,2 ,F2,2)-36.7
10、2 (F1,1 ,F2,1)-66.28(F3,1 ,F4)31.04(F3,2 ,F4)-83.0631.04竖杆Aa-0.50-0.500-30.55-30.55Cc-1.00-1.000-61.09-61.09Ee-1.00-1.000-61.09-61.09Gg-1.00-1.000-61.09-61.09Ii1.940.970.97118.51118.51注:F=61.09kN;F1.1=49.24kN;F1.2=43.77kN;F1.3=36.48kN;F2.1=11.84kN;F2.2=14.49kN;F3.1=4.15kN;F3.2=3.46kN;F4=25.02kN。四、杆件
11、设计1、上弦杆整个上弦杆采用等截面,按FG、GH杆之最大设计内力设计。N=932.23 kN。 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,依照支撑布置和内力变化状况,取:由于,故截面宜选用两个不等肢角钢,短肢相并(图5)。腹杆最大内力N=541.87kN,查表9.6.4,节点板厚度选用12mm,支座节点板厚度用14mm。设=60,查附录4得需要截面积:需要回转半径:, 依照需要A、查角钢型钢规格表(附录8),选2L1409010,A=4452,=2.56cm、=6.85cm,b1/t=140/10=14,按所选角钢进行验算:, 由于 因此 满足容许长细比规定。截面在x和y平面
12、皆属b类,由于,只需求。查附录得。,所选截面适当。图52、下弦杆整个下弦杆采用同一截面,按最大设计值计算:计算长度: 所需净截面面积为: 选用2L140908。由于,故用不等肢角钢,短肢相并(图6)。 A=36.08cm2 29.89cm2 。 考虑下弦有221.5mm栓孔削弱,下弦净截面面积:所选用截面满足规定。 图63、端斜杆(aB杆):杆件轴力: N=-541.87kN计算长度:由于,故采用不等肢角钢,长肢相并,使。选用角钢2L1258010(图7)。A=39.42cm2,。截面刚度和稳定性验算:,由于 因,只求:,所需截面适当。 图74、 腹杆Hi: 最大拉力: 最大压力: 桁架平面内
13、计算长度:桁架平面外计算长度:选用2L704(图8),A=11.14,=2.18cm、=3.29cm,b/t=70/4=17.5,按所选角钢进行验算:, 由于因此满足容许长细比规定。截面在x和y平面皆属b类,由于,只需求。查(附录4)轴心受力稳定系数表得。,所选截面适当。拉应力:所选用截面满足规定。 图85、中竖杆(Ii杆):杆件轴力:NIi=118.51kN(拉),计算长度:取,需要截面面积为:需要回转半径为: 。查型钢表选用十字形截面L565(图9),得截面几何特性:A=10.83cm2,考虑有栓孔削弱,净截面面积:,所需截面适当。图9别的各杆件截面选取计算过程不作一一列出,计算成果详见表
14、2。表2 杆件截面选取表杆件内 力/KN截 面 规 格面 积/cm2计算长度/cm回转半径/cm应力/(N/mm2)上弦-932.23短肢相并2L140X90X1044.52150.80301.602.566.8558.911500.743281.82下弦926.74短肢相并2L140X90X836.08300.001185.002.5876.80174.26350-299.72aB-541.87长肢相并2L125X80X1039.42253.5253.503.983.3979.971500.576238.65Bc420.30T形截面2L80X515.82208.64260.802.483.7
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- 关 键 词:
- 跨度 普通 桁架 设计 计算 报告书
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