18m跨三角形钢桁架课程设计.docx
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1、一、设计题目18m跨三角形钢桁架二、设计资料1、某单层轻型工业厂房,平面尺寸18m90m,柱距6m,柱高6m,采用三角形钢屋架,跨度18m,屋面坡度i=1/3,屋面防水材料为波形彩钢瓦+50厚玻纤棉+钢丝网铝箔,冷弯薄壁C型钢檩条,檩条斜距1.555m,支撑布置自行设计,无吊车。采用钢筋混凝土柱,混凝土强度等级为C20,钢屋架与柱铰接,柱截面尺寸400600mm;使用温度-5摄氏度以上,地震烈度8度,连接方法及荷载性质,按设计规范要求。屋架轴线图及杆件内力图见图。2、荷载标准值如下:(1)、永久荷载(沿屋面分布)屋面防水结构+檩条 0.2KN/m2钢屋架及支撑等自重 0.35KN/m2(2)、
2、可变荷载屋面活荷载(按水平投影)0.50KN/m2基本风压(地面粗糙度为B类)0.80KN/m2三、要求设计内容1、屋盖结构布置2、屋架杆件内力计算和组合3、选择杆件截面型号,设计节点4、绘制施工图四、课题设计正文(一)屋盖结构布置:上弦节间长度为两个檩距,有节间荷载。上弦横向水平支撑设置在房屋两端及伸缩缝处的第一开间内,并在相应开间屋架跨中设置垂直支撑,在其余开间屋架下弦跨中设置一道通长的水平系杆。上弦横向水平支撑在交叉点处与檩条相连。上弦杆在屋架平面外的计算长度等于其节间几何长度;下弦杆在屋架平面外的计算长度为屋架跨度的1/2。具体支撑布置如下图: (二)、屋架杆件内力计算和组合1、荷载组
3、合:恒载+活荷载;恒载+半跨活荷载2、上弦的集中荷载及节点荷载如下图: 上弦集中荷载及节点荷载表荷载形式荷载分类集中荷载(设计值)P丿/KN节点荷载(设计值)P=2 P丿/KN备 注恒载5.8411.68P丿=1.20.551.5553/106=5.84KN活荷载6.2012.4P丿=1.40.51.5553/106=6.20KN恒载+活荷载12.0424.08P丿=5.84KN+6.20KN=12.04KN3、上弦节点风荷载设计值如图所示。(1)按照规范可知风荷载体形系数:背风面-0.5;迎风面-0.5 (2)上弦节点风荷载为:W=1.4(-0.5)0.81.5566=-5.228KN4、内
4、力计算(1)杆件内力及内力组合如下表:(2)上弦杆弯矩计算。端节间跨中正弯矩为M1=0.8M0=0.8P丿l=0.8(1/412.04kNm3/101.555m)=3.553kNm中间节间跨中正弯矩和中间节点负弯矩为M2=0.6M0=0.61.862kNm=1.1172kNm(三)杆件截面选择、设计节点(1)上弦杆截面 整个上弦不改变截面,按最大内力计算。杆1内力N=-175.6kN,M1x=1.49kNm,M2x=1.117kNm。选用2706,A=16.32cm2,W1x=38.74cm3,W2x=14.96cm3。ix=2.15cm,iy=3.11cm。长细比 x=150y=1500.5
5、8=0.58=12.9yz=由x y查表得(b类截面), 塑性系数 1) 弯矩作用平面内的稳定性。此端节间弦杆相当于规范中两端支承的杆件,其上作用有端弯矩和横向荷载并为异号曲率的情况,故取等效弯矩系数用跨中最大正弯矩验算,代入公式得对于这种组合T形截面压弯杆,在弯矩的效应较大时,可能在较小的翼缘一侧因受拉塑性区的发展而导致构件失稳,补充验算如下:=6.3N/mm2f=215N/mm2显然另一侧不控制构件平面内的失稳。故平面内的稳定性得以保证。2)弯矩作用平面外的稳定性。由于 ,所以梁的整体稳定系数可由下式计算等效弯矩系数。用跨中最大正弯矩验算,代入公式得=166.2N/mm2f=215N/mm
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