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1、钢结构课程设计一、设计资料（一）、课程设计题目30m跨梯形钢桁架（二八设计资料1、某单层轻型工业厂房，平面尺寸30mX90m,采用钢屋架，简支于钢筋混凝土柱上，混凝土强度等级为C20o屋面板采用L5X6米预应力钢筋混凝土大型屋面板；16Omm膨胀珍珠岩保温层；卷材屋面（三毡四油），屋面坡度i=l10,0钢材采用Q235B（设计强度为215MPa）,C（含碳量）0.2%,硫、磷含量及格，满足六项保证。焊条采用E4303（设计强度为160MPa）,手工焊，焊缝质量达到一级标准。螺栓采用Q235B,M20,孔径为21.5mm。支座锚栓用Q235B,M24,孔径为25mm。屋架计算跨度为：0=/-21
2、50=3（XXX）3（X）=297（X）三?屋架端部高度为：Ho=O07L=2100mm（在L和1.825m1018范围内）；屋架跨中高度为：H=o+.i5=3600mm;屋架跨中起拱为：V=%oo=60mm桁架形式及几何尺寸如下图1所示。桁架支撑布置如下图2所示。 一 一 O1661661CQG61661CO&LG2出LG2LQgL6，LG2L02葭G612G62G6，2L6iLGlL62L&LBL62LG2L62L612661661661GSI(1L4Lfi4像睁l4CCIlf3taLSS域下MOICCI-031CCI木/10-1-0IVlVIM*1-1EClXGE2KCK4XC2LQE)
3、anx9只求yN1099680、=178.0(Wmm4,只求y4133000A 0.3652134=53.06/V/mm225kNmm2拉应力：=-=28846=135.17N/mm?4，只求（p,x=0-350N 148740 0.3501902= 213.43Wmm2 215kW所需截面合适。其余各杆件的截面选择计算过程不一一列出，现将计算结果列于表2中。表2杆件截面选择表杆件计算内力截面截面面计算长度(cm)回转半径长细比容许长稳定系数应力。名称编号(kN)规格积（Cnr）loxIoyixi)y细比Xy(N/mm2)上弦IJ、JK-2177.55200111.00150.80452.40
4、3.499.7443.2146.451500.872214.97下弦de2106.1618099.40300.001485.003.529.7085.23153.09350194.55腹杆aB-1005.0916078.60265.80265.802.774.1695.9663.891500.786-162.69Bb885.5010059.26212.64265.802.984.8071.3655.383500.743201.11bD-738.7410052.26235.92294.903.004.7578.6462.081500.703-201.08Dc547.3610045.60235.9
5、2294.903.034.7177.8662.613500.702170.99cF-420.4410038.52257.12321.403.054.6784.3068.821500.66-165.38Fd271.709027.88257.12321.402.764.2493.1675.803500.6162.42dH-156.677520.32278.80348.502.303.63121.2296.011500.431-178.89gi62.477016.32169.52211.902.153.4178.8562.143500.69555.08Aa-49.585610.84168.00210
6、.001.722.8597.6773.681500.57-80.24Cb-99.165610.84191.04238.801.722.85111.0783.791500.487-187.84Ec-99.165610.84215.28269.101.722.85125.1694.421500.41-213.11Gd-99.165616.74239.52299.401.682.91142.57102.891500.335-176.82Jg-99.165616.74131.84164.801.682.9178.4856.631500.696-85.11Ie-148.746319.02263.7632
7、9.701.903.18138.8482.961500.35213.43Kf0.006312.29288.00360.002.452.45117.55146.942000.3180.00He95.8963819.02278.80348.501.903.18146.74109.591500.319158.04-23.86eg218.6770821.34234.30467.502.133.46110.00135.121500.365135.17-41.33gk288.4670821.34234.30467.502.133.46110.00135.121500.36553.06-37.93五、节点设
8、计5.1下弦节点“b”上图9为下弦节点“b”的设计简图。E43型焊条角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值图9下弦节点wbf=60Nmm2设“Bb”杆的肢背和肢尖焊缝2mm和Iomm,则所需的焊缝长度为肢背OJN _ 0.7x885500- 2/zJ” 2x0.7x12x160=230.6mm取 24cmhN,.03N0.3x885500llor股大m.=11S.6rnm,W2hef20.710160取13cm设“bD”杆的肢背和肢尖焊缝分别为12mm和IOmm,所需的焊缝长度为日土北.07N0,7738740版目1,=192.4mm,m2h20.712160取20cmg-h,03N0373874
9、0CQC股大m.=98.9根加W20.710160,取Ilcm“Cb”杆的内力很小，焊缝尺寸可按构造确定，取hz=6mmo根据上面求得的焊缝长度，并考虑杆件之间应有的问隙以及制作和装配等误差，按比例绘出节点详图，从而确定节点板尺寸为440510mmo下弦与节点板连接的焊缝长度为51CnIj尸8mm。焊缝所受的力为左右两下弦杆的内力差2V=1295.07-537-758.07kNmm2,受力较大的肢背处的肢背处的焊缝应力为:=137.577mm2 GONhnm20.757580702x0.7x6x(510-18)焊缝强度满足要求。5. 2上弦节点“B”“Bb”杆与节点板的焊缝尺寸和节点“b”相同
10、。“aB”杆与节点板的焊缝尺寸按上述同样方法计算,=1005.09kN肢背hf = 14Un0.65x100509020.714160=208.33mm取 21cm肢尖 hf = 12mm035100509020.712160=130.87mm取 15cm为了便于在上弦上搁置屋面板，节点板的上边缘可缩进上弦肢背12mm。用槽焊缝把上弦角钢和节点板连接起来（如上图10）o槽焊缝作为两条角焊缝计算，焊缝强度设计值应该乘以0.8的折减系数。计算时可略去桁架上弦坡度的影响,而假定集中荷载P与上弦垂直。上弦肢背槽焊缝内力的应力/二Lx节点板厚度=LXl6=8如9hf=Mmmj22上弦杆与节点板间焊缝长度
11、为555mioJK(NLN2)2(-)2J(0.75961230)2+()2V2x1.22V2L2220.7h20.78(555-16)=119.612Wmm20.8/；,=USNZmm2上弦肢尖角焊缝的剪应力为C2(V1-V2)2+(-4-)2J(0.25x961230)2+逑黑)2V21.2221.2220.7h,20.712(555-24)Jm-27.32TVmm22347.19+28=722.38mm上弦与节点板之间的槽焊，假定承受节点荷载，上弦肢尖与节点板的连接焊缝，应按上弦内力的15%计算。设肢尖焊缝h,=i4三,节点板的长度为60Cm,则节点一侧弦杆焊缝的计算长度为1“*-1-2
12、.8=26.2mm（见图11）,焊缝应力为0.15N2L= 63.6iyVmm20.152177550-20.714262136.92N/加0.15XNeX6_0.15x2177550x94x62he20.7142622JG+隽）2呼3而+（管） 129. 00 NZmm2 160 NZmm2因桁架的跨度较大，需要将桁架分成两个运输单元，在屋脊节点和下弦跨中节点设置工地拼接，左半边的上弦、斜杆和竖杆与节点板连接用工厂焊健，而右半边的上弦。斜杆与节点板的连接用工地焊缝。腹杆与节点板连接焊缝计算方法与以上几个节点相同。5.4支座节点“a”为了施工方便，下弦杆角钢水平肢的底面与支座底板的净距理取16
13、0mm。在节点中心线上设置加劲肋，加劲肋的高度与节点板的高度相等，厚度为18mm。B12IifA-a-1、支座底板的计算支座反力R=991600N支座底板的平面尺寸采用330450mm,如果紧考虑有加劲肋部分的底板承受支座反力，则承压面积为330X284=93720W。验算柱顶混凝土的抗压强度R991600ncoxzz2，C2=9.58NmmR/40.72021601.22参考文献：1、房屋建筑制图统一标准(GB/T50001-2001)2、建筑结构制图标准(GB/T50105-2001)3、建筑结构荷载规范(GB50009-2001)4、钢结构设计规范(GBJ17-88)5、钢结构工程施工质量验收规范(GB502052001)6、建筑钢结构焊接规程(JGJ8191)7、涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级(GB8923)
