梯形钢屋架课程设计Word下载.docx
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设计值(kN/m
)
预应力混凝土大型屋面板
1.4
1.4×
1.35=1.89
三毡四油防水层
0.4
0.4×
1.35=0.54
找平层(厚20mm)
0.2×
20=0.4
80厚泡沫混凝土保护层
0.08×
6=0.48
0.48×
1.35=0.648
屋架和支撑自重
0.12+0.011×
030=0.45
0.45×
1.35=0.608
管道荷载
0.1
0.1×
1.35=0.135
永久荷载总和
3.23
4.361
屋面活荷载
0.7
0.7×
1.4=0.98
积灰荷载
0.6
0.6×
1.4=0.84
可变荷载总和
0.3
1.82
设计屋架时,应考虑以下三种荷载组合
(1)全跨永久荷载+全跨可变荷载:
全跨节点永久荷载及可变荷载:
(2)全跨永久荷载+半跨可变荷载
全跨节点永久荷载:
半跨节点可变荷载:
(3)全跨屋架(包括支撑)自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载
全跨节点屋架自重:
半跨接点屋面板自重及活荷载:
(1)、
(2)为使用节点荷载情况,(3)为施工阶段荷载情况。
四、内力计算
屋架在上述三种荷载组合作用下的计算简图如下:
由数解法解得F=1时的屋架各杆件的内力系数(F=1作用于全跨\左半跨和右半跨).然后进行组合,如下表:
杆件名称
内力系数(F=1)
第一种组合F×
①
第二种组合
第三种组合
计算杆件内力(kN)
全跨①
左半跨②
右半跨③
F1×
①+F2×
②
①+F2×
③
F3×
①+F4×
上弦
AB
BC、CD
-11.29
-8.46
-3.46
-628.05141
-581.69601
-499.79601
-258.9589
-142.4089
-628.15141
DE、EF
-18.19
-13.05
-6.28
-1011.8915
-927.69831
-816.80571
-403.6948
-245.8861
FG、GH
-21.58
-14.61
-8.52
-1200.4738
-1086.30522
-986.55102
-458.6017
-316.6438
HI
-22.43
-13.98
-10.33
-1247.7585
-1109.34747
-1049.5605
-448.5659
-363.4844
IJ、JK
-22.9
-14.45
-1273.9041
-1135.4931
-1068.0075
-462.0925
-366.0553
下弦
ab
6.02
4.6
1.75
334.88658
311.62698
264.94398
140.1554
73.7219
bc
15.18
11.15
4.93
844.44822
778.43682
676.55322
342.9411
197.9529
cd
20.14
14.07
7.42
1120.36806
1020.94146
912.01446
438.1375
283.126
de
22.15
14.45
9.42
1232.18235
1106.05635
1023.66495
457.99
340.7407
ef
21.3
11.66
11.77
1184.8977
1026.9945
1028.7963
388.3056
390.8697
斜腹杆
aB
-11.32
-8.63
-3.28
-629.72028
-585.65808
-498.02508
-263.0857
-138.3772
Bb
9.05
6.64
2.95
503.44245
463.96665
403.52445
204.2819
118.268
bD
-7.56
-5.23
-2.85
-420.55524
-382.38984
-343.40544
-163.2645
-107.7867
Dc
5.55
3.5
2.51
308.74095
275.16195
258.94575
111.9435
88.8666
cF
-4.27
-2.27
-2.45
-237.53583
-204.77583
-207.72423
-76.2706
-80.4664
Fd
2.74
0.95
2.18
152.42346
123.10326
143.25066
37.1323
65.8036
dH
-1.57
0.19
-2.14
-87.33753
-58.50873
-96.67413
-4.159
-58.4713
He
0.36
-1.23
1.94
20.02644
-6.01776
45.90684
-26.7021
47.1906
eg
1.56
3.44
-2.3
86.78124
117.57564
23.55444
88.7196
-45.0798
gK
2.28
4.16
126.83412
157.62852
51.81372
109.4412
-41.1414
gI
0.65
36.15885
25.51185
18.707
3.5555
竖杆
Aa
-0.5
-27.8145
-19.6245
-14.39
-2.735
Cb、Ec
-1
-55.629
-39.249
-28.78
-5.47
Gd
Jg
Ie
-1.5
-83.4435
-58.8735
-43.17
-8.205
Kf
0.17
0.09
9.45693
8.14653
3.0278
五、杆件设计
(1)上弦杆
整个上弦采用等截面,按IJ、JK杆件的最大设计内力设计,即
N=-1247.76kN
上弦杆计算长度:
屋架平面内:
为节间轴线长度,即
屋架平面外:
由于屋架为无檩体系,并且认为大型屋面板只起到刚性系杆作用,根据支持布置和内力变化情况,取
为支撑点间的距离,即
=3×
1.508=4.524m
根据屋架平面外上弦杆的计算长度,上弦截面选用两个不等肢角钢,短肢相并,如图:
腹杆最大内力N=-629.72kN,查表得中间节点板厚度选用12mm,支座节点板厚度选用14mm。
设λ=60,查Q235钢的稳定系数表,得
(由双角钢组成的T形和十字形截面均属b类),则需要的截面积为:
需要的回转半径:
根据需要A、
、
查角钢表,选用2∟180×
110×
14,肢背间距a=12mm,则:
A=7800
,
=30.8mm,
=88.0mm
验算:
由于[
]=150,所以满足细长比要求。
因为
,只需求
,查表得
=0.847,则
故所选截面符合要求。
(2)下弦杆
整个下弦杆采用同一截面,按最大内力所在的杆计算.
N=1232.18kN
(因跨中有通长系杆),所需截面为:
选用2∟180×
12,因
故用不等肢角钢,短肢相并,如下图
(3)端斜杆aB
杆件轴力:
N=-629.72kN
计算长度:
因为
故采用不等肢角钢,长肢相并,使
.选用2∟140×
90×
10,则
A=44.6cm
,只需要求
,查表得0.764,则
所以所选截面符合要求。
(4)腹杆
此杆可在g点处不断开,采用通杆。
最大拉力:
最大压力:
在桁架平面内的计算长度取节点中心间距
,在桁架平面外的计算长度:
选用2∟63×
5,查表有:
因
>
=0.31,则
符合要求
(5)竖杆
由于杆件内力较小,按
选择,则需要的回转半径为
查型钢表,选截面的
和
较上述计算的
略大。
5,其几何特征为
=0.38,则
符合要求。
其余各杆见下表:
杆件编号
内力(kN)
计算长度
截面规格
截面面积
回转半径(cm)
长细比
容许长细比
稳定系数
计算应力
-1247.75
150.8
452.4
2∟18
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- 梯形 屋架 课程设计