三角形屋架设计
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芬克式三角形钢屋架设计一、 设计资料某厂房总长度为36m ,跨度为18m ,纵向柱矩为6m 。
初选芬克式屋架基本形状及尺寸参数如下图所示:屋面坡度5.2:1=i ,坡角08.21arctan ==i α,3714.0sin =α,9285.0cos =α; 屋架计算长度m l 7.1715.02180=⨯-=;中间高度m h 54.3=; 上弦划分为4个区间,每个区间长度mm 2383;下弦分为3个区间。
区间长度分别为mm 2566,mm 2566,mm 3718; 上弦每节间设置两根檩条,檩条间设有拉条,檩条间距为mm 794。
屋架支撑布置如下图所示:1)永久荷载彩色钢板屋面:215.0m kN ; 保温层及灯具:255.0m kN ;屋架及支撑自重按经验公式20.120.011w P =+⨯(跨度)KN/m 计算;檩条重量:209.0m kN ; 2)可变荷载屋面活载 : 27.0m kN ; 雪荷载: 235.0m kN ; 积灰荷载: 20.1m kN二、荷载计算1.荷载标准值计算将沿屋面斜面分布的恒荷载换算为沿水平投影面分布的荷载,应乘以系数077.1cos 1=α。
彩色钢板屋面: 2162.015.0077.1m kN =⨯ 保温层及灯具: 2592.055.0077.1m kN =⨯ 屋架及支撑自重: 2318.018011.012.0m kN =⨯+ 檩条重量: 2097.009.0077.1m kN =⨯ 恒载合计: 2106.1m kN屋面活载 (或雪荷载,两者中取较大值): 27.0m kN ; 积灰荷载: 20.1m kN2、荷载组合由《建筑结构静力计算手册》查表可知,三角形芬克式屋架的腹杆在半跨荷载下内力不变号。
只按全跨荷载计算即可。
节点荷载kN 16.484/960.19.04.17.04.1016.12.1F 1=⨯⨯⨯⨯+⨯+⨯=)( kN 43.464/960.19.04.17.07.04.1106.135.1F 2=⨯⨯⨯⨯+⨯⨯+⨯=)(四、屋架设计1.节点集中荷载计算节点荷载取kN F F 16.481==等效荷载示意图如下示:2.屋架内力计算各杆件内力系数如下图示:各杆件内力设计值中间节点处集中荷载为檩条作用在屋架上弦杆的集中荷载,本例中根据檩条布置位置应取为F/3。
钢筋结构米三角形屋架设计说明
钢筋结构米三角形屋架是一种常见的屋顶结构,具有较强的承载能力和稳定性。
以下是该屋架设计说明的一般内容:
1. 结构原理:米三角形屋架采用钢筋组成的三角形框架结构,各个节点通过焊接或螺栓连接,并通过立柱或墙体支撑。
2. 材料选择:屋架的主要材料为钢筋,可选择适当强度的钢材。
另外,需要配备完整的焊接材料和螺栓连接件。
3. 荷载计算:根据设计要求和行业规范,对屋架的荷载进行计算,包括静载荷、活载荷、风载荷等。
按照这些荷载计算出屋架的承载能力,确保其安全性。
4. 结构设计:根据荷载计算结果,进行结构设计。
确定屋架的尺寸、钢筋规格、焊缝要求等。
确保屋架的稳定性和强度。
5. 连接方式:选择合适的连接方式,如焊接或螺栓连接。
对连接点进行强度计算,确保连接的安全可靠。
6. 防腐处理:对于钢筋结构,需要进行防腐处理,以延长其使用寿命。
可以选择适当的防腐涂料或热镀锌等方式进行处理。
7. 施工工艺:对于屋架的施工,需要制定详细的施工方案。
包括制作屋架节点、组装屋架框架、焊接或螺栓连接、防腐处理等。
确保施工过程中的安全和质量。
8. 检验验收:屋架完成后,进行验收。
检查屋架的尺寸、焊接质量、连接强度等,确保符合设计要求和行业标准。
9. 维护保养:屋架使用后,需要进行定期的维护保养。
包括检查屋架的完整性和稳定性,及时修复损坏部位,清洁防腐涂层等。
目录1、设计资料 (1)2、屋架形式及几何尺寸 (1)3、材料选择及支撑布置 (2)4、荷载和内力计算 (3)(1)荷载计算 (3)(2)荷载组合 (3)(3)内力计算 (4)5、杆件截面选择 (4)(1)上弦 (5)(2)下弦 (6)(3)腹杆 (6)<1> 杆件13及16 (6)<2> 杆件11及14 (7)<3> 杆件12及15 (8)<4> 杆件10 (8)<5> 杆件9 (8)<6> 杆件26 (9)6、节点设计 (11)(1)支座节点“1” (11)(2)下弦节点“4” (13)(3)上弦屋脊节点“3” (14)(4)上弦节点“2” (14)(5)下弦节点“5” (15)7、檩条设计 (16)参考文献 (18)21米三角形钢屋架设计计算书1、设计资料本课程设计的厂房位于合肥,厂房跨度21m,长度84m,,柱距6m,屋面坡度i=1/2.5,屋面材料采用彩色涂层压型钢板复合保温板(含檩条),其荷载为0.25KN/ m2(为永久荷载),基本雪压为0.6 KN/ m2,悬挂荷载为0.3 KN/ m2(按永久荷载计算,并作用在屋架下弦),基本风压为0.35 KN/ m2,屋面活荷载取0.5 KN/ m2(按不上人屋面计算,为可变荷载),屋架铰接在钢筋混凝土柱上,混凝土强度等级为C30。
要求设计钢屋架并绘制施工图(对于轻型屋面的屋架,自重可按0.01L估算,L为屋架的跨度)。
2、屋架形式及几何尺寸本屋架跨度为21米,对于三角形屋架(跨度大于18米的屋架)一般采用芬克式三角形屋架。
本设计方案为有檩屋盖方案,坡度为i=1/2.5,采用双坡三角形屋架,屋架计算跨度L。
=L-300=21000-300=20700mm,因坡度为i=1/2.5,故屋架中部高度H。
=4410mm,屋架形式及屋架各杆件几何长度见施工图。
3.材料选择及支撑布置根据建造地区的荷载性质,钢材采用Q235B,焊条采用E43型,手工焊。
三角形屋架课程设计中部高度5010
一、设计资料
某厂房三角形屋架的跨度是18m,屋架间距是6m,柱高为4.5m,屋面坡度是1/3,抗震设防烈度为7度,屋面材料为石棉水泥中波或
小波瓦、油毡、木望板。
薄壁卷边Z型钢檁条,檩条斜距为0.778m,基本风压是0.35kN/m。
雪荷载为0.20kN/m。
钢材采用Q235-B。
焊条采用E43型。
二、屋架形式、几何尺寸及支撑布置
屋架形式、几何尺寸及支撑布置,上弦节间长度为两个间距,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檁条相连。
为此,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钢屋架跨度的一半。
轻型屋面三角形钢屋架设计设计人:王沛伦 指导老师:付建科(三峡大学 机械与材料学院)1 设计资料及说明设计一位于杭州市近郊的封闭式单跨屋架结构,主要参数如下: 1.结构平面尺寸:36m ×15m ,柱距S=4m ; 2.屋面材料:波形石棉瓦(1820×725×8);3.屋面坡度1:3,恒载0.3kN /m 2,活(雪)载0.3kN /m 2;4.屋架支承在钢筋混凝土柱顶,混凝土标号C20,柱顶标高6m ;5.钢材标号:Q 235-B.F ;6.焊条型号:E 43型;7.荷载计算按全跨永久荷载+全跨可变荷载(不包括风荷载)考虑,荷载分项系数取:2.1=G γ,4.1=Q γ。
2 屋架形式及几何尺寸根据所用屋面材料的排水需要及跨度参数,采用芬克式三角形屋架。
屋面坡度为i=1/3,屋面倾角()︒==43.1831arctg α。
sin 0.3162α=,cos 0.9487α=屋架计算跨度:mm l l 14700300150003000=-=-=屋架跨中高度:mm i l h 2450321470020=⨯=⨯=上弦长度:mm l L 77479487.0214700cos 20≈⨯==α节间长度:mm L a 1550577475≈== 节间水平段投影尺寸长度:mm a a 14709487.01550cos ≈⨯=='α 根据几何关系得屋架各杆件的几何尺寸如图1所示。
图1. 杆件的几何尺寸3 屋盖的支撑布置3.1 屋架的支撑1.在房屋两侧第一个柱间各设置一道上弦平面横向支撑和下弦平面横向支撑;2.在上弦平面横向支撑的同一柱间的屋脊处设置一道垂直支撑;3.在各屋架下弦中点设置一道统长系杆,水平系杆与垂直支撑相连,使各屋架下弦的中点成为侧向不到支点。
图2.屋架支撑构件3.2 屋面檩条及其支撑波形石棉瓦长为1820mm ,要求搭接长度≥150mm ,且每张瓦至少需要有三个支撑点,因此,最大檩条间距为:max 182015083531p a mm -==- 半跨屋面所需檩条条数为:3.10183515505=+⨯=p n 根 考虑到上弦平面横向支撑节点处必须设置檩条,实际取半跨屋面檩条数为:11=p n ,则檩条间距:max 77511115505p p a mm a <=-⨯=,可以满足要求。
轻型屋面三角形钢屋架设计的结构设计一、引言二、设计思路1.结构稳定性设计轻型屋面三角形钢屋架的稳定性是保证建筑物安全使用的首要因素。
在设计中,要考虑到外力作用下屋架的整体稳定性,并通过合理的结构布置和连接方式来增加其稳定性。
可以选择合适的三角形结构形式,并设置适当的支撑和加劲结构,提高屋面整体的抗震性能。
2.强度计算与材料选用在设计中,需要进行强度计算,确定屋架的承载能力。
需要考虑到外载荷的作用,结合材料的强度指标,计算出适当的截面尺寸和材料用量。
钢材是一种优良的结构材料,具有较高的强度和刚度,适合用于轻型屋面三角形钢屋架的设计。
3.连接方式的选择屋架的连接方式直接关系到结构的整体性能和使用寿命。
可以选择焊接、螺栓连接等方式进行连接。
在具体设计中,需要根据实际情况进行权衡,并选择合适的连接方式。
焊接是一种常用的连接方式,可以提供较高的连接强度和刚度。
螺栓连接则具有拆卸方便、维修方便等优点,在实际工程中应用较为广泛。
4.防腐措施的选用三、注意事项1.结构设计应符合国家相关规范和标准,保证结构的安全性和稳定性。
2.在选用材料时,应选择符合规范要求的优质材料,并进行强度计算,确保屋架的承载能力。
3.连接方式的选择应根据实际情况进行权衡,确保连接的可靠性和结构的整体性能。
4.在进行防腐处理时,应选择符合规范要求的防腐措施,并定期检查和维护。
5.在实际施工中,应严格按照设计要求进行执行,并进行必要的验收和检测。
四、结论轻型屋面三角形钢屋架是一种常见的屋面结构形式,其结构设计关系到建筑物的整体稳定性和安全性。
在设计中,需要考虑结构的稳定性、材料的强度和连接方式的选择等多个方面。
通过合理的设计和施工,可以保证轻型屋面三角形钢屋架的工程质量和使用寿命,为建筑物提供可靠的结构支撑。
钢结构课程设计之三角形钢屋架设计.(DOC)
课程设计名称:三角形钢屋架设计
课程设计目标:
1. 学生能够了解钢结构在建筑中的应用及其优势;
2. 学生能够熟悉三角形钢屋架的设计原理;
3. 学生能够运用相关工具和软件进行三角形钢屋架的设计。
课程设计内容:
1. 引言:
- 钢结构在建筑中的应用及其优势;
- 三角形钢屋架在钢结构中的重要性和应用范围。
2. 基本原理:
- 三角形钢屋架的结构特点和优势;
- 三角形钢屋架的受力分析原理;
- 三角形钢屋架的设计要求。
3. 三角形钢屋架设计步骤:
- 选择合适的三角形钢屋架形式;
- 初步确定三角形钢屋架的尺寸和布置;
- 进行受力分析,确定主要受力杆件;
- 进行结构设计计算,包括杆件尺寸、节点设计等;
- 进行抗震设计和极限状态设计。
4. 三角形钢屋架设计软件:
- 介绍常用的三角形钢屋架设计软件;
- 指导学生使用软件进行三角形钢屋架的设计。
5. 设计案例分析:
- 指导学生分析一些实际工程案例,并进行三角形钢屋架设计;
- 学生进行相关计算和设计,并完成设计报告。
6. 结果分析与讨论:
- 学生对设计结果进行分析和讨论;
- 探讨三角形钢屋架设计的优化方案。
7. 总结与展望:
- 总结三角形钢屋架设计的要点和方法;
- 展望三角形钢屋架设计在未来的发展趋势。
钢屋架课程设计计算说明书一、 屋架杆件几何尺寸的计算根据所用屋面材料的排水要求及跨度参数,采用芬克式三角形屋架。
屋面坡度为5.2:1=i ,屋面倾角为() 801.215.2/1==arctg α,3714.0sin =α,9285.0cos =α。
屋架计算跨度: mm l l 20700300210003000=-=-= 屋架跨中高度: ()mm i l h 41405.22/207002/0=⨯=⨯= 上弦长度: mm l L 11147cos 2/0==α 节间长度: mm L a 18586/== 节间水平段投影尺寸长度: mm a a 1725cos '==α根据几何关系,得屋架各杆件的几何尺寸如下图所示。
图1 屋架形式及几何尺寸二、 屋架支撑布置 1. 屋架支撑(1)在房屋两端第一个之间各设置一道上弦平面横向支撑和下弦平面横向支撑。
(2)因为屋架是有檩屋架,为了与其他支撑相协调,在屋架的下弦节点设计三道柔性水平系杆,上弦节点处的柔性水平系杆均用该处的檩条代替。
(3)根据厂房长度为120m ,跨度为21m ,有中级工作制软钩桥式吊车等因素,在厂房两端第二柱间和厂房中部设置三道上弦横向水平支撑,下弦横向水平支撑及垂直支撑,如下图所示。
图2 屋盖支撑布置2. 檩条设计根据屋面材料的最大容许檩距,可将檩条布置育上弦节点上,檩条间距为节间长度。
在檩条的跨中设置一道拉条。
见图1。
选用[20a 槽钢截面,由型钢表可查得,自重m kN m kg /23.0/63.22≈,4331780,2.24,178cm I cm W cm W x y x ===。
(1)荷载计算(对轻屋面,可只考虑可变荷载效应控制的组合)永久荷载:(坡面)板荷载: m kN m m kN /465.0858.1/25.02=⨯ 檩条和拉条: m kN /23.0m kN m kN m kN g k /695.0/23.0/465.0=+= 可变荷载:(檩条受荷水平投影面积为286.148858.1m m =⨯,未超过260m ,故屋面均布活荷载取2/5.0m kN ,大于雪荷载,故不考虑雪荷载。
课程设计(论文)题目15米跨度三角形钢屋架设计作者班级学号指导教师设计任务分配:屋架跨度15米,柱距7.5米,屋架采用三角形屋架芬克型腹杆。
2013 年6月21 日钢屋架设计计算一、设计资料屋面采用三角形钢屋架、石棉水泥波形瓦屋面(重量200N/m2),轻钢檩条及拉条(重量100N/m2)。
钢屋架两端支撑于钢筋混凝土柱上,上柱截面为400×400(砼等级C25)。
基本风压W0=350N/m2,屋面均布活载或雪载为500N/m2,积灰荷载为100~500N/m2,无抗震要求。
钢屋架材料为Q235-B钢,焊条采用E43型,手工焊接。
该厂房横向跨度为15m,房屋长度为120m,柱距(屋架间距)为7.5m,屋面坡度为1/3。
二、屋架布置及几何尺寸屋面坡度为i=1:3,屋面倾角α=arctg(1/3)=18.435°,sinα=0.3162,cosα=0.9487屋架计算跨度 l0 =l-300=15000-300=14700mm屋架跨中高度 h= l0×i/2=14700/(2×3)=2450mm上弦长度 L=l0/2cosα≈7747mm节间长度 a=L/6=7747/6≈1291mm节间水平段投影尺寸长度 a'=acosα=1291×0.9487=1225mm根据几何关系,得屋架各杆件的几何尺寸如图1所示屋架几何尺寸图三、(1)支撑布置(2)屋面檩条及其支撑波形石棉瓦长1520mm,要求搭接长度≥150mm,且每张瓦至少要有三个支撑点,因此最大的檩条间距为amax p =mm685131501520=--半跨屋面所需檩条数np =根3.12168561291=+⨯考虑到上弦平面横向支撑节点处必须设置檩条,为了便于布置,实际取半跨屋面檩条数13根,则檩条间距为:a p =685mm=a5.64511361291<=-⨯可以满足要求。
三、荷载计算1、荷载永久荷载石棉水泥波形瓦屋面 200N/m2 =0.2 KN/m2轻钢檩条及拉条 100N/m2 =0.1 KN/m2屋架及支撑自重 282N/m2 =0.282 KN/m2小计∑0.582 KN/m2可变荷载均布活载或雪载 500N/m2=0.50 KN/m2积灰荷载 175N/m2=0.175 KN/m21)全跨屋面恒荷载作用下上弦集中恒荷载标准值P'1=0.582×7.5×0.6455×103=2.67KN上弦节点恒荷载P1=2 P'1=2×2.67=5.34KN2)全跨雪荷载和灰荷载作用下上弦节点雪荷载和灰荷载P'2=0.675×7.5×0.6455×103=3.10KN上弦集中雪荷载和灰荷载标准值P2=2 P'2=2×3.10=6.20KN假定基本组合由可变荷载效应控制,则上弦节点荷载设计值为1.2×5.34+1.4×6.2=15.09KN 若基本组合由永久荷载效应控制,则上弦节点荷载设计值为 1.35×5.34+1.4×0.7×6.2=13.29KN。
轻型屋面三角形钢屋架设计说明书1 简介三角形屋架多用于屋面坡度较大的有檩条屋盖,屋面材料为波形石棉瓦、钢板或铝板等,坡度一般在16~13。
按腹杆布置又分为芬克式,单向斜杆式及人字式。
芬克式屋架的特点是将上弦分为等距离节间,短腹杆受压,长腹杆受拉,受力合理,是三角形屋架中常用的经济形式。
单向斜杆式屋架的腹杆总长度较大,节点数量较多,斜腹杆受拉,竖杆受压,受力不够合理,下弦节点距离相等适于吊顶,但杆件交角较小,构造上不宜处理,制作不够经济,人字形屋架上、下弦杆可任意分割布置节点,但斜杆有受拉和受压的可能,受力不确定,但腹杆数量少,较为经济。
2 设计资料及说明:设计一位于郑州市的单跨屋架结构(封闭式),要求结构合理,制作方便,安全经济。
1、单跨屋架,平面尺寸分别为:96m×12m,柱距S=6m。
2、屋面材料:压型钢板。
3、屋面坡度1:2.5。
4、屋架支承在钢筋混凝土柱顶,混凝土标号C30,柱为混凝土柱尺寸为450mm*450mm。
5、钢材标号:Q235-B。
设计强度f=215kN/m26、焊条型号:E43型。
7、屋架承受的荷载:(1)恒载:0.45KN/m²;(2)活(雪)载:0.5KN/m²。
8、荷载计算按全跨永久荷载+全跨可变荷载(不包括风荷载)考虑,荷载分项系数取:γG =1.2,γQ =1.4 。
3 屋架杆件几何尺寸的计算基于三角形屋架各腹杆布置的特点和设计的要求,选用芬克式八节三角形屋架。
3.1 屋架尺寸屋架的计算跨度:o l =12000-2×150=11700mm ;屋面倾角:()12.521.8arctg α==,sin 0.3714,cos 0.9285αα== 屋架跨中高度:h=11700/(2×2.5)=23400mm 上弦长度:L=o l /(2cos α)=6300mm. 节间长度:a=6300/4=1575mm根据已知几何关系,求得屋架各杆件的几何长度如图所示:图、屋架杆件几何尺寸(mm )上弦节间水平投影长度:'1575cos 1462a mm α==3.2 屋盖支撑布置3.2.1 屋架的支撑在房屋两端第一个之间和中间各设置一道上弦平面横向支撑和下弦平面横向支撑。
轻型屋面三角形钢屋架设计说明书学 生: 王岩 指导教师:付建科(三峡大学 机械与材料学院)1 设计样式及屋架形式与材料设计一位于杭州市郊的单跨封闭式屋架结构,单跨屋架结构总长度为36m ,柱距为4m ,跨度为l=18m ,屋面材料为波形石棉瓦,规格:1820×725×8.其他主要参数:坡度i=1:3,恒载为0.6KN/m 2,活载为0.3KN/m 2,屋架支撑在钢筋混凝土柱顶,混凝土标号C20,柱顶标高为6m ,钢材标号:Q235-B.F ,其设计强度为f=215KN/m 2,焊条采用E43型,手工焊接,荷载分项系数去:γG =1.2,γQ =1.4.2 屋架形式及几何尺寸根据所用屋面材料的排水需要几跨度参数,采用人字形六节间三角形屋架。
屋架坡度为1:3,屋面倾角1arctan 18.43α==。
sin 0.3162α=, cos 0.9487α= 屋架计算跨度:mm l l 177003000=-=. 屋架跨中高度: mm l h 29506== 上弦长度: mm l L 9329cos 20==α节间长度: mm La 15556==. 节间水平方向尺寸长度:mm a a 1475cos '==α.根据几何关系得屋架各杆件的几何尺寸如图1所示。
图1 杆件的几何尺寸3 屋盖支撑设计3.1 屋架的支撑(如图1所示)⑴在房屋两侧第一个柱间各设置一道上弦平面横向支撑和下弦平面横向支撑。
⑵在屋架的下弦节点2处设置一通长柔性水平系杆。
图 2 屋架的支撑3.2屋面檩条及其支撑波形石棉瓦长为1820mm ,要求搭接长度≥150mm ,且每张瓦至少需要有三个支撑点,因此,最大檩条间距为:max 182015083531p a mm -==-.半跨屋面所需檩条条数为: 2.121835=+=Ln p 根。
考虑到上弦平面横向支撑节点处必须设置檩条,实际取半跨屋面檩条数为: p n =14根,檩条间距mm La p 77712==<max p a . 可以满足要求。
18m三角形钢屋架设计1 设计资料及说明设计一位于惠州市郊区的单跨屋架结构(封闭式),主要参数如下:1、单跨屋架,平面尺寸为36m×18m,S=4m,即单跨屋架结构总长度为36m,跨度为18m,柱距为4m。
2、屋面材料为规格1820×725×8的波形石棉瓦。
3、屋面坡度i=1:3。
恒载为0.3kN/m2,活(雪)载为0.60.3kN/m2。
4、屋架支承在钢筋混凝土柱顶,混凝土标号C20,柱顶标高6m。
5、钢材标号为Q235-B.F,其设计强度值为f=215N/mm2。
6、焊条型号为E43型。
7、荷载计算按全跨永久荷载+全跨可变荷载(不包括风荷载)考虑,荷载分项系数取:γG =1.2,γQ=1.4。
2 屋架杆件几何尺寸的计算根据所用屋面材料的排水需求及跨度参数,采用芬克式三角形屋架。
屋面坡度为i=1:3,屋面倾角α=arctg(1/3)=18.435°,sinα=0.3162,cosα=0.9487屋架计算跨度l0 =l-300=18000-300=17700mm屋架跨中高度h= l0×i/2=17700/(2×3)=2950mm上弦长度L=l0/2cosα≈9329mm节间长度a=L/6=9329/6≈1555m m节间水平段投影尺寸长度a'=acosα=1555×0.9487=1475mm根据几何关系,得屋架各杆件的几何尺寸如图1所示图1 屋架形式及几何尺寸3 屋架支撑布置3.1 屋架支撑1、在房屋两端第一个之间各设置一道上弦平面横向支撑和下弦平面横向支撑。
2、因为屋架是有檩屋架,为了与其他支撑相协调,在屋架的下弦节点设计三道柔性水平系杆,上弦节点处的柔性水平系杆均用该处的檩条代替。
3、根据厂房长度36m ,跨度为4m ,在厂房两端第二柱间和厂房中部设置三道上弦横向水平支撑,下弦横向水平支撑及垂直支撑。
如图2所示。
图2 屋盖支撑布置3.2 屋面檩条及其支撑波形石棉瓦长1820mm,要求搭接长度≥150mm ,且每张瓦至少要有三个支撑点,因此最大檩条间距为max 182015083531p a mm-==-半跨屋面所需檩条数15556112.1835p n ⨯=+=根考虑到上弦平面横向支撑节点处必须设置檩条,为了便于布置,实际取半跨屋面檩条数13根,则檩条间距为:max 15556778835131p p a a mm⨯===-< 可以满足要求。
【精品】三角形钢屋架设计3 在设计三角形钢屋架时,需要综合考虑结构强度、稳定性以及施工便利性等多个因素。
以下是一个三角形钢屋架设计的详细步骤:一、设计准备1.需求分析:首先了解客户需求,明确屋架的用途、尺寸、承重等要求。
2.荷载分析:根据需求,进行屋面荷载、风载、雪载等作用的分析,以确定屋架的结构形式和尺寸。
3.材料选择:根据荷载大小、跨度等因素,选择合适的钢材型号。
二、结构设计1.形状设计:采用三角形作为屋架的形状,根据客户的要求和钢材料的特点进行设计。
2.节点设计:节点是钢屋架的关键部位,需要进行精细设计。
对于三角形钢屋架,可以采用焊接或螺栓连接的方式,确保节点的牢固性和稳定性。
3.尺寸优化:根据需求和材料规格,对三角形钢屋架的尺寸进行优化,以实现最优的结构性能。
三、细部设计1.防锈处理:钢材容易生锈,因此需要在表面进行防锈处理,如涂刷防锈漆等。
2.排水设计:考虑到屋面积水问题,需要在屋架设计时预留排水孔,并确保排水通畅。
3.通风设计:为了使室内具有良好的通风性,可以在屋架的高点设置通风口,以确保空气流通。
4.安装方式:确定三角形钢屋架的安装方式,如吊装或现场拼装等,并考虑人员和机械的操作空间。
四、施工图绘制与校核1.利用绘图软件绘制施工图纸,标注详细尺寸、材料和工艺要求等信息。
2.对施工图纸进行校核和审核,确保图纸的正确性和可行性。
五、施工指导与质量控制1.根据施工图纸,制定详细的施工方案和工艺流程。
2.对施工现场进行技术交底,确保施工工人了解施工图纸和工艺要求。
3.在施工过程中,进行质量检查和控制,确保每一道工序的施工质量都符合设计要求。
主要检查项目包括:钢结构连接点的质量、屋架的几何尺寸和形状、焊接质量、防锈处理等。
4.在施工结束后,进行质量验收,确保整个屋架的质量符合规范和设计要求。
六、维护与检修1.在使用过程中,定期对屋架进行检查和维护,确保其结构安全性和稳定性。
主要检查项目包括:连接部位的紧固情况、钢材的锈蚀情况、通风和排水设施的运行情况等。
芬克式三角形钢屋架设计一、 设计资料某厂房总长度为36m ,跨度为18m ,纵向柱矩为6m 。
初选芬克式屋架基本形状及尺寸参数如下图所示:屋面坡度5.2:1=i ,坡角08.21arctan ==i α,3714.0sin =α,9285.0cos =α; 屋架计算长度m l 7.1715.02180=⨯-=;中间高度m h 54.3=; 上弦划分为4个区间,每个区间长度mm 2383;下弦分为3个区间。
区间长度分别为mm 2566,mm 2566,mm 3718; 上弦每节间设置两根檩条,檩条间设有拉条,檩条间距为mm 794。
屋架支撑布置如下图所示:1)永久荷载彩色钢板屋面:215.0m kN ; 保温层及灯具:255.0m kN ;屋架及支撑自重按经验公式20.120.011w P =+⨯(跨度)KN/m 计算;檩条重量:209.0m kN ; 2)可变荷载屋面活载 : 27.0m kN ; 雪荷载: 235.0m kN ; 积灰荷载: 20.1m kN二、荷载计算1.荷载标准值计算将沿屋面斜面分布的恒荷载换算为沿水平投影面分布的荷载,应乘以系数077.1cos 1=α。
彩色钢板屋面: 2162.015.0077.1m kN =⨯ 保温层及灯具: 2592.055.0077.1m kN =⨯ 屋架及支撑自重: 2318.018011.012.0m kN =⨯+ 檩条重量: 2097.009.0077.1m kN =⨯ 恒载合计: 2106.1m kN屋面活载 (或雪荷载,两者中取较大值): 27.0m kN ; 积灰荷载: 20.1m kN2、荷载组合由《建筑结构静力计算手册》查表可知,三角形芬克式屋架的腹杆在半跨荷载下内力不变号。
只按全跨荷载计算即可。
节点荷载kN 16.484/960.19.04.17.04.1016.12.1F 1=⨯⨯⨯⨯+⨯+⨯=)( kN 43.464/960.19.04.17.07.04.1106.135.1F 2=⨯⨯⨯⨯+⨯⨯+⨯=)(四、屋架设计1.节点集中荷载计算节点荷载取kN F F 16.481==等效荷载示意图如下示:2.屋架内力计算各杆件内力系数如下图示:各杆件内力设计值中间节点处集中荷载为檩条作用在屋架上弦杆的集中荷载,本例中根据檩条布置位置应取为F/3。
钢结构设计原理课程设计——三角形钢屋架结构设计设计时间目录1课程设计指导书⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 62屋架杆件几何尺寸的计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 63屋架支撑布置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯73.1屋架支撑⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 3.2屋面檩条及其支撑⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8 3.2.1截面选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8 3.2.2强度计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9 3.2.3强度验算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9 3.2.4荷载计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9 4屋架的内力计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯104.1杆件的轴力⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯10 4.2上弦杆的弯矩⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯10 5屋架杆件截面设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯105.1上弦杆⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11 5.2下弦杆⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯12 5.3腹杆⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯13 5.3.1中间竖腹杆JG⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯135.3.2主斜腹杆IK、KG⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯145.3.3腹杆DI ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯145.3.4腹杆BH、CH、EK、FK⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯155.3.5腹杆HD、DK⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯155.4 填板设置与尺寸选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯156屋架节点设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯166.1 支座节点A⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯166.2上弦一般节点B、C、E、F、D⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯206.3屋脊拼接节点G⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯216.4下弦一般节点H⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯236.5下弦拼接节点I ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯236.6下弦中央节点J⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯256.7受拉主斜杆中间节点K⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯258 参考资料⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯25三角形钢屋架课程设计指导书西南交通大学自考班课程设计任务书——钢屋架设计一、设计资料1.某地区某金工车间,长18×Sm,跨度Lm,柱距Sm,采用无檩屋盖结构体系,梯形钢结构屋架, 1.5m×Sm预应力混凝土大型屋面板,膨胀珍珠岩制品保温层(容重4kN/m3,所需保温层厚度由当地温度确定),卷材屋面,屋面坡度i 。
基本风压W,基本雪压S. 活荷载q2.某地区某车间,长18×S m,跨度L m,采用有檩屋盖体系,三角形屋架,屋面采用压型钢板0.15Kn/m2,不保温,屋面坡度i 。
基本风压W,基本雪压S. 活荷载q 根据附表选择题目。
屋架均简支于钢筋混凝土柱子上,混凝土标号为C20,建造地点见附表。
屋架所受荷载,包括恒载,活荷载,及风雪荷载等,均应该根分组表采用。
大组7 组,小组52组,跨度24m,柱距6m,雪荷载0.75 ,风压0.3 ,屋面坡度0.42 ,屋面荷载0.5 。
二、设计内容与要求1.选择计算跨度,节间划分和腹杆形式,选用钢材以及焊条;2.布置屋盖支撑,说明各支撑布置的必要性和作用,并按比例绘制出支撑布置图;3.可用图解法或者查手册等方法求得半跨单位荷载作用下的杆力系数4.荷载计算5.杆力组合6.选择杆件截面,列表汇总7.节点设计8.施工图绘制(包括绘制平面布置图、支撑布置图和一榀钢屋架设计详图,详图中必须至少包含屋脊节点详图、跨中下弦节点详图和支座节点详图)三、其它补充技术资料1)三角形屋架三角形屋架上弦坡度一般为i =1/2~1/3 ,跨度一般为18~24m之间,适用于屋面坡度较大的有檩体系屋盖。
三角形屋架与柱只能做成铰接,故房屋的横向刚度较低,且屋架弦杆的内力变化较大,在支座处最大,跨中较小,故弦杆用同一规格截面时,其承载力不能得到充分利用。
2)梯形屋架梯形屋架上弦坡度一般为i =1/8~1/20 ,跨度可达36m,适用于屋面坡度较小的屋盖体系。
梯形屋架的外形接近于弯矩图,各节间弦杆受力较弱,且腹杆较短。
梯形屋架与柱的连接可做成刚接也可做成铰接。
当做成刚接时,可提高房屋的横向刚度,因此是目前工业厂房无檩体系屋盖中应用最广的屋盖形式。
3)选型参数常用屋架高度为:三角形屋架一般取h=(1/4~1/6)l 。
梯形屋架当上弦坡度为1/8~1/12 时,跨中高度取h=(1/6~1/10)l ,跨度大(或屋面荷载小)时取小值,跨度小(或屋面荷载大)时取大值。
梯形屋架的端部高度,当屋架与柱铰接时取 1.6~2.2 m ,刚接时取1.8~2.4 m ,端弯矩大时取大值,端弯矩小时取小值。
对于跨度较大的屋架,在横向荷载作用下将产生较大的挠度,有损外观并可能影响屋架的正常使用。
为此,对跨度L≥15 m的三角形屋架和跨度L≥24 m 的梯形屋架,当下弦无向上曲折时,宜采用起拱来抵消屋架受荷后产生的部分挠度。
起拱高度一般为其跨度的1/500 左右。
4)屋盖支撑钢屋盖和柱组成的结构体系是一平面排架结构,纵向刚度很差,在荷载作用下,存在着所有屋架同向倾覆的危险。
此外,在这样的体系中,由于檩条和屋面板均不能作为上弦杆的侧向支承点,故上弦杆在受压时,极易发生侧向失稳现象,如图中虚线所示,其承载力极低。
在屋盖两端或中部适当位置的相邻两榀屋架之间,设置一定数量的支撑,沿屋盖纵向全长设置一定数量的纵向杆件(系杆),将屋架连成一空间结构体系,形成屋架与支撑桁架组成的空间稳定体系。
目的是保证整个屋盖的空间几何不变性,从而阻止屋架上.下弦侧移,大大减小其自由长度,提高屋架弦杆的承载力。
同时,可保证屋盖结构安装时的稳定和方便。
钢屋盖支撑主要由上弦横向水平支撑.下弦横向水平支撑.下弦纵向水平支撑.垂直支撑及系杆组成。
5、钢屋架节点设计的基本要求和构造要求基本要求(1)角钢屋架各汇交的杆件一般焊接于节点板上,组成屋架节点。
杆件截面重心轴线汇交于节点中心,截面重心线按所选用的角钢规格确定,并取5mm的倍数。
(2)除支座节点外,屋架其余节点宜采用同一厚度的节点板,支座节点板宜比其他节点板厚2mm。
(3)节点板的形状应简单,如矩形.梯形等,以制作简便及切割钢板时能充分利用材料为原则。
节点板的平面尺寸(长度.宽度),宜为5mm的倍数,可根据杆件截面尺寸和腹杆端部焊缝长度作出大样图来确定,在满足传力要求的焊缝布置的前提下,节点板尺寸应尽量紧凑。
在焊接屋架节点处,腹杆与弦杆.腹杆与腹杆边缘之间的间隙a不小于20mm,相邻角焊缝焊趾间距应不小于5mm;屋架弦杆节点板一般伸出弦杆10~15mm;有时为了支承屋面结构,屋架上弦节点板(厚度为t )一般从弦杆缩进5~10mm,且不宜小于(t /2+2 )mm。
(4)角钢端部的切断面一般应与其轴线垂直;当杆件较大,为使节点紧凑。
(5)单斜杆与弦杆的连接应避免偏心弯矩。
节点板边缘与杆件轴线的夹角不应小于15°。
在单腹杆的连接处,应计算腹杆与弦杆之间节点板的强度。
(6)支承大型屋面板的上弦杆,当屋面节点荷载较大而角钢肢厚较薄时,应对角钢的水平肢予以加强。
节点构造(1)下弦中间节点弦中间节点,当弦杆无弯折时,其连接构造按有关规定进行。
(2)上弦中间节点支承大型屋面板或檩条的屋架上弦中间节点,为放置集中荷载下的水平板或檩条,可采用节点板不向上伸出.部分向上伸出和全部伸出的做法。
节点板不伸出的方案。
此时节点板缩进上弦角钢肢背,采用横焊缝焊接,于是节点板与上弦之间就由槽焊缝和角焊缝传力。
节点板的缩进深度不宜小于(t 1/2+2)mm,也不宜大于t 1,t 1为节点板的厚度。
节点板部分或全部伸出的方案。
当节点板伸出不妨碍屋面构件的安放时,可采用该方案。
(3)弦杆拼接节点当角钢长度不足.弦杆截面有改变或屋架分单元运输时,弦杆常需要拼接。
前两者为工厂拼接,拼接点通常在节点范围之外;后者为工地拼接,拼接点通常在节点处。
工厂拼接双角钢杆件采用拼接角钢拼接,拼接角钢宜采用与弦杆相同的规格(弦杆截面改变时,与较小截面的弦杆相同),并切去竖肢及角钢背直角边棱。
切肢Δ=t+h f+5mm以便施焊,其中t 为拼接角钢肢厚,hf 为角焊缝焊脚尺寸,5mm为余量以避开肢尖圆角;切边棱是为使之与弦杆密贴,切去部分由填板补偿。
单角钢杆件宜采用拼接钢板拼接,拼接钢板的截面面积不得小于角钢的截面面积。
工地拼接屋架的工地拼接节点,通常不利用节点板作为拼接材料,而以拼接角钢传递弦杆内力。
下弦中央拼接节点,拼接角钢长度l=2lw ′+b,lw ′为下弦杆一侧与拼接角钢连接焊缝的长度,b 为间隙,一般取b=(10~20)mm。
屋脊拼接节点的拼接角钢一般采用热弯形成,当屋面较陡需要弯折较大且角钢肢宽不易弯折时,可将竖肢开口(钻孔.焰割)弯折后对焊。
拼接角钢长度l=2lw ′+b,一般取b=(10~20)mm,当截面垂直上弦切割时所需间隙稍大,常取b=50mm左右。
当为工地拼接时,为便于现场拼装,拼接节点需要设置安装螺栓。
因此,拼接角钢与节点板应焊于不同的运输单元,以避免拼装中双插的困难。
也可将拼接角钢单个运输,拼装时用安装焊缝焊于两侧。
4)屋架支座节点屋架支座节点可做成铰接或刚接。
屋架铰接支座节点支承于混凝土柱或砌体柱的屋架,其支座节点常设计为铰接。
屋架支座节点处各杆件汇交于一点,为保证底板的刚度.力的传递以及节点板平面外刚度的需要,支座节点处应对称放置加劲板,加劲板的厚度取等于或略小于节点板的厚度,加劲板厚度的中线应与各杆件合力线重合。
为便于施焊,下弦角钢背与底板间的距离 e 一般应不小于下弦伸出肢的宽度,且不小于130mm;梯形屋架端竖杆角钢肢朝外时,角钢边缘与加劲板中线距离不宜小于50mm。
屋架刚接支座节点屋架支座节点设计成刚性连接时,为使支座节点板不致过大,屋架弦杆和斜腹杆的轴线一般汇交于柱的内边缘。
采用安装焊缝加支托的刚接支座节点支座斜腹杆为上升式,的支座斜腹杆为下降式。