36m跨度车间钢屋架设计

Word 资料 钢结构课程设计指导书 （梯形钢屋架） 建筑工程学院 . 钢结构课程设计指导书 绪言绪言课程设计目的要求课程设计目的要求 课程设计是一个重要的教学过程，是对学生知识和能力的总结。要求学生 通过钢结构课程设计，进一步了解钢结构的结构型式、结构布置和受力特点，掌 握钢结构的计算简图、荷载组合和内力分析，掌握钢结构的构造要求等。要求在 老师的指导下，参考已学过的课本及有关资料，综合应用钢结构的材料、连接和 基本构件的基本理论、基本知识，进行整体钢结构设计计算，并绘制钢结构施工 图。 第一节第一节 钢结构课程设计题目钢结构课程设计题目 一、、设计题目设计题目 某 18-36m 跨度车间钢屋架设计。 二、二、设计任务设计任务 1、 选择钢屋架的材料 2、确定屋架形式及几何尺寸 3、屋盖及支撑的布置 4、钢屋架的结构设计 5、绘制钢屋架施工图及材料表 三、三、设计资料设计资料 某厂一金工车间跨度 24m，长度为90m，柱距6m，内设两台50/5t 中级工 作制桥式吊车。屋面采用 1.56.0m 大型屋面板。20mm 厚水泥砂浆找平，上 铺（变化的）50 厚泡沫混凝土保温层；三毡四油防水层，上铺小石子。屋面坡 .页脚 . 度 i1/10。屋面活荷载标准值 0.55kN/m2，雪荷载标准值 0.55 kN/m2，积灰荷 载标准值 0.3 kN/m2。屋架铰接于钢筋混凝土柱上，上柱截面bh400 400mm，混凝土强度等级为 C20。钢屋架设计可不考虑抗震设防。 永久荷载 防水层0.35KN/m2 找平层20mm 厚水泥砂浆0.02200.40 KN/m2 a厚 50mm0.25 KN/m2 保温屋泡沫砼 3 组b}厚 90 mm0.50 KN/m2 c厚 110mm0.70 KN/m2 d厚 130mm0.90 KN/m2 { 钢屋架及支撑重0.120.011跨度 KN/m2 0.55 KN/m2 a}0.45 KN/m2 可变荷载雪荷载 屋面活荷载2 组 { b0.55 KN/m2 积灰荷载0.30 KN/m2 第二节第二节 钢屋架设计计算钢屋架设计计算 一、材料选择一、材料选择 根据荷载性质，钢材可采用Q235-A.F，要求保证屈服强度、抗拉强度、伸 长率、冷弯试验及碳、硫、磷含量合格。屋架连接方法采用焊接，焊条可选用 E43 型，手工焊。 二、屋架形式及几何尺寸二、屋架形式及几何尺寸 因屋面采用混凝土大型屋面板，屋面坡屋 i＝1／10，故宜采用梯形屋架。 屋架计算跨度应取 l。l-215024000-30023700mm。 .页脚 . 屋架端部高度 H。 与屋架中部高度及屋面坡度相关， 我国常将 H。 取为 1.8～ 2.1m 等较整齐的数值，以利多跨屋架时的屋面构造。可取 H。1990mm。 为使屋架上弦只受节点荷载，腹杆体系采用节间为 3m 的人字形式，屋面板 传来的荷载，正好作用在节点上，使之传力更好。 屋架跨中起拱 l／500 ，可取 50mm。 三、支撑布置三、支撑布置 根据车间长度，屋架跨度，荷载情况，以及吊车设置情况，宜布置三道上、 下弦横向水平支撑，垂直支撑和系杆， 屋脊节点及屋架支座处沿厂房通长设置刚 性系杆，屋架下弦沿跨中通长设一道柔性系杆。凡与支撑连接的屋架可编号为 GWJ2，其它编号均为 GWJl。 四、荷载和内力计算四、荷载和内力计算 1、荷载计算 屋面活荷载与雪载一般不会同时出现，可取其中较大者进行计算。 屋架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）可按经验公式计算。 荷载计算中，因屋面坡度较小，风荷载对屋面为吸力，对重屋盖可不考虑， 所以各荷载均按水平投影面积计算。 2．荷载组合 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 （2） 全跨永久荷载半跨可变荷载 （3） 全跨屋架与支撑自重半跨屋面板自重半跨屋面活荷载 3. 内力计算 .页脚 . 按图解法、解释法、电算法均可计算屋架各杆内力。 先求出单位荷载作用于各节点时的内力，即内力系数，然后可求出当荷载 作用于全跨及半跨各节点时的杆件内力，并求出三种荷载组合下的杯件内力．取 其中不利内力（正、负最大值）作为设计屋架的依据。可列表计算。 跨中附近斜腹件的内力发生变号，由于考虑了施工阶段荷载的不利分布。 如果按照正确的施工方法，屋面板采用对称吊装，就不会出现杆件内力的变号。 五、杆件截面设计五、杆件截面设计 屋架跨度不大于 30m 时，上弦、下弦可不改变截面，按最大内力设计。 上弦杆计算长度，在屋梁平面内，为节间轴线长度。在屋梁平面外，根据 支撑布置和内力变化情况（按大型屋面板与屋梁保证三点焊，故取两块屋面板宽 度） ，其计算长度大于屋架平面内计算长度，故截面宜选用两个不等肢角钢，短 肢相并。 节点板厚度需按腹杆的最大内力选用。 轴心拉杆，可按强度要求选择截面。对轴心压杆，可先假定长细比（弦杆λ 80～100，腹杆 100～120）选择截面再进行验算。 屋架所有的杆件还应满足长细比限值的要求。 六、节点设计六、节点设计 节点的设计一般步骤是先根据腹杆的内力计算腹杆与节点板连接焊缝的 焊脚尺寸和焊缝长度， 然后根据此焊缝长度的大小按比例绘出节点板的形状和大 小，最后验算弦杆与节点板的连接焊缝。 用作图法求节点板的形状和大小时，应按角度准确画出各杆件的轴线和轮 廓线，各杆件的形心线应尽量与杆件轴线重合并取 5mm 的整数，再考虑杆件之 .页脚 . 间应有的间隙以及制作、 装配等误差， 按比例绘出各杆件端部及腹杆焊缝的位置， 在此基础上作出节点详图。 节点板的形状应尽可能简单、规则，至少有两边平行。如矩形、梯形、直 角梯形等。 七、屋架施工图七、屋架施工图 屋架施工图是指导钢结构构件制造和安装的技术文件，同时也是编制工程 预算的依据和工程竣工后的存档资料。因此，务须做到清晰、明确，准确无误， 表达详尽。 1．屋架施工图一般按运输单元绘制。当屋架对称时，可仅绘制半榀屋架。 施工图上应包括屋架正面图、上弦和下弦平面图以及必要的侧面图、剖面图和零 件图。 2．图纸的左上角用适当比例绘制屋架简图（单线图） ，左半跨注明屋架杆 件的几何轴线尺寸，右半跨注明杆件的内力设计值，并注明屋架跨中央的起拱高 度（屋架图上不必表示） 。 图纸正中为屋架正面和上、下弦平面图。右上角是材料表，把所有杆件和 零部件的编号、规格、长度、数量（正、反）及重量等均填于表中，以备配料和 计算用钢量，并可供配备起重和运输设备时参考。 3．屋架施工图通常采用两种比例尺绘制。屋架杆件的轴线一般用120～ 130，而节点尺寸和杆件截面尺寸用 110～115 的比例尺绘制。对重要节 点和特殊零部件还可加大些，以清楚地表达节点的细部尺寸。 4．施工图上应注明各零部件的型号和主要几何尺寸，包括加工尺寸（宜取 5mm 的倍数） 、定位尺寸、孔洞位置以及对工厂制造和工地安装的要求。定位 .页脚 . 尺寸主要有节点中心至各杆件杆端和至节点板边缘（上、下和左、右）的距离、 轴线至角钢肢背的距离等。螺栓孔位置要符合螺栓排列的要求。工厂制造和工地 安装要求主要包括零部