18m跨三角形刚桁架
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大跨度钢筋桁架楼承板三角形板撑施工工法一、前言随着城市化进程的推进,高层建筑的应用越来越广泛。
钢筋混凝土结构因其强度高、刚度大、稳定性好等优点,成为了高层建筑结构的主要选型。
大跨度钢筋桁架楼承板三角形板撑施工工法是一种基于现代科技和实践经验发展起来的高层建筑结构施工工法,在工程实践中得到了广泛应用。
二、工法特点大跨度钢筋桁架楼承板三角形板撑施工工法是一种能够有效节约建筑材料、减少施工周期、降低施工难度的节能型施工工法。
该工法特点如下:1、施工便利。
该工法使用的材料规格较小,超小型机械设备即可实现施工,能降低对周围环境的影响。
2、结构坚固。
该工法运用最新工艺技术,施工质量稳定可靠,建筑结构的承载力得到保证。
3、安装速度快。
该工法的施工流程先进、规范,在施工期限内完成对建筑物结构的安装。
4、节能环保。
该工法将材料使用量降至最小,降低了矿物资源的浪费,同时减少了对环境的破坏。
三、适应范围大跨度钢筋桁架楼承板三角形板撑施工工法适用于大跨度钢筋混凝土结构、轻钢结构、钢结构及其他结构形式的梁、柱、楼板、地下车库等结构建造。
特别适用于高层建筑的建设。
四、工艺原理首先,大跨度钢筋桁架楼承板三角形板撑施工工法采用三角形撑杆原理。
传统的施工工法在大跨度的建筑中容易造成整体的变形,并会因此给建筑结构带来负面影响,而使用三角形撑杆原理能够避免这种变形。
其次,采用跨越式拉线工艺模板加固,可更加安全可靠。
在此过程中,钢制拉线起到了关键的支撑和加固作用。
最后,大跨度钢筋桁架楼承板三角形板撑施工工法采用了新型施工模式,相比传统工法减少了施工中冗杂的环节,施工效率和效果得到了大大提升。
五、施工工艺大跨度钢筋桁架楼承板三角形板撑施工工法的施工工艺包括以下几个步骤:1、现场条件与基础准备。
在施工前,根据实际情况进行必要的现场勘测,并进行地基础加固与改建。
建筑工地的带电网也须要做好防护工作。
2、基础钻孔与钢筋喷涂。
对繁杂的建筑结构进行结构设计,并进行基础钻孔,将钢筋进行喷涂,以便于施工时的方便与准确。
届课程设计18三角形钢屋架课程设计说明书李泽光学生姓名3031214004 号学水利与建筑工程工程学院所属学院农业建筑环境与能源工程业专18班班级英指导教师吴2017.06 日期塔里木大学教务处制三角形钢屋架课程设计任务书设计内容(1)选择钢屋架的材料;(2)确定钢屋架的几何尺寸;(3)屋架及屋盖支撑的布置;(4)檩条的设计;(5)钢屋架的设计;(6)绘制钢屋架施工图。
设计题目:钢屋架设计资料:某厂房总长度90m,跨度根据不同的编号号从附表中取,屋盖体系可从以下所给的类型中选取。
纵向柱距6m。
1.结构形式:钢筋混凝土柱,三角形钢屋架。
柱的混凝土强度等级为0C-20为屋架跨度。
地区计算温度高于,,三角形屋面坡度i=1:2.5LC30无侵蚀性介质,地震设防烈度为8度,屋架下弦标高为18m;厂房内桥式吊车为2台150/30t(中级工作制),锻锤为2台5t。
2.屋架采用的钢材、焊条为:Q345钢,焊条为E50型。
3.屋盖结构及荷载2)有檩体系:采用型钢檩条,压型钢板作屋面板。
标准值为20.58KN/m (荷载:屋架及支撑自重:按经验公式q=0.12+0.011L,L为屋架跨度,以m2为单位;为屋架及支撑自重,以KN/m为单位,q222;积灰荷;保温层0.7KN/m0.50 KN/m基本风压为,雪荷载为0.3 KN/m21.3 KN/m载设计内容:1.屋架形式及几何尺寸确定2.作屋盖结构及支撑的布置图;3.选择钢材及焊接材料,并明确提出对保证项目的要求;4.对钢屋架进行内力、杆件截面尺寸的计算;设计一个下弦节点、一个上弦节点、支座节点、屋脊节点及下弦中央节点。
5.绘制钢屋架施工详图。
1、屋架尺寸屋架几何尺寸见图2。
图二:屋架几何尺寸(单位:mm)2.檩条和支撑布置,檩距为节间长度。
在2)根据屋面材料的最大容许檩距,可将檩条布置于上弦节点上(见图檩条的跨中设置一道拉条。
等因素,可在厂房5.5m,跨度为24m,有中级工作制吊车及第一开间尺寸根据厂房总长度60m并在同一开间两榀相邻屋架的腹两端的第二开间设置一道上弦横向水平支撑和下弦横向水平支撑, 3左右处各一道,见图)。
课程设计任务书课程名称:钢结构设计原理设计题目:某梯形钢屋架设计专业层次:土木工程(本科)班级:姓名:学号:指导老师:2 0 14年1 2 月目录1、设计资料 (1)1.1结构形式 (1)1.2屋架形式及选材 (2)1.3荷载标准值(水平投影面计) (2)2、支撑布置 (2)2.1桁架形式及几何尺寸布置 (2)2.2桁架支撑布置如图 (4)3、荷载计算 (5)4、内力计算 (6)5、杆件设计 (8)5.1上弦杆 (8)5.2下弦杆 (9)5.3端斜杆A B (10)5.4腹杆 (10)5.5竖杆 (15)5.6其余各杆件的截面 (17)6、节点设计 (18)6.1下弦节点“C” (18)6.2上弦节点“B” (19)6.3屋脊节点“H” (20)6.4支座节点“A” (22)6.5下弦中央节点“H” (24)参考文献 (25)图纸 (25)1、设计资料1.1、结构形式某厂房跨度为18m,总长90m,柱距6m,采用梯形钢屋架、1.5×6.0m预应力混凝土大型屋面板,屋架铰支于钢筋混凝土柱上,上柱截面400×400,混凝土强度等级为C30,屋面坡度为10i。
地区计算温度高于-200C,无侵蚀性介质,地震设防烈度为7:1度,屋架下弦标高为18m;厂房内桥式吊车为2台150/30t(中级工作制),锻锤为2台5t。
1.2、屋架形式及选材屋架跨度为18m,屋架形式、几何尺寸及内力系数如附图所示。
屋架采用的钢材及焊条为:设计方案采用Q345钢,焊条为E50型。
1.3、荷载标准值(水平投影面计)①静荷载:预应力混凝土大型屋面板(包括嵌缝) 1400N/m2二毡三油加绿豆沙防水层 400N/m2水泥砂浆找平层2cm厚 400N/m2保温层 1000N/m2支撑自重 70N/m2②活荷载:屋面活荷载标准值: 700N/m2雪荷载标准值: 400N/m22、支撑布置2.1桁架形式及几何尺寸布置如下图2.1、2.2、2.3所示199013502290259028903402613286431242530286431243391507.51507.51507.51507.51507.51507.51507.5150A a c e g hB C D F G H15007=10500× 图2.1 18米跨屋架几何尺寸A a +4.1000.000-7.472-11.262-12.18-12.18-7.684-4.409-1.572+.713+5.808+2.792+.328-1.0-1.0-1.0-0.5+9.744+11.962+11.768c e g hB C D E F GH0.51.01.01.01.01.01.01.0图2.2 18米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值A a c e g g 'e 'c 'a '+3.0100.000-5.310-7.339-6.861-5.319-3.923-2.1620.0-5.641-2.633-0.047+1.913+1.367+1.570+1.848+3.960+1.222-1.039-1.20-1.525-1.776-2.43-1.0-1.0-1.00.000.000.00-0.5+6.663+7.326+5.884+4.636+3.081+1.090B C D E F GH G 'F 'E 'D 'C 'B 'A '0.51.01.01.01.01.01.01.0图2.3 18米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值2.2桁架支撑布置桁架形式及几何尺寸在设计任务书中已经给出,桁架支撑布置如图1.1所示。
18m跨钢屋架结构课程设计概述说明1. 引言1.1 概述本长文旨在介绍一项钢屋架结构课程设计,该设计的主题为18m跨钢屋架结构。
通过该课程设计,我们将深入探讨钢屋架结构的设计原理和过程,并通过实际分析和计算来完成一个具体案例的设计。
1.2 文章结构本文共分为五个部分:引言、正文、第一部分-钢屋架结构设计、第二部分-18m 跨钢屋架结构设计过程以及结论与总结。
引言部分将对全文进行概述说明,为读者提供整体了解。
正文部分将详细介绍钢屋架结构相关知识,并分析18m跨钢屋架的设计要点。
第一部分和第二部分将侧重于具体的学习内容和实际应用,包括环境分析、材料选择、静力分析等。
最后,在结论与总结中将对本课程设计的成功之处和不足之处进行评估,并总结该课程设计对学生的意义。
1.3 目的本篇文章的目的是向读者介绍18m跨钢屋架结构课程设计,并提供相关概述说明,使读者能够对本课程设计有一个整体的认识。
通过完成这篇文章,读者将能够了解钢屋架结构设计的基本原理和过程,并能掌握静力分析和设计计算的方法,从而应用于实际工程项目中。
此外,本课程设计还将培养学生的团队合作能力、解决问题的能力以及对建筑结构安全性的认知。
2. 正文在本课程设计中,我们将针对一个18m跨钢屋架结构进行设计和分析。
本文旨在介绍该课程设计的整体概述以及涉及的主要内容。
首先,我们将通过引言部分来引入这个课程设计的背景和目标。
在1.1小节中,我们将提供对本课程设计的总体概述,包括选题的原因和重要性。
在1.2小节中,我们将详细介绍文章的结构和篇章安排,以帮助读者更好地理解全文内容。
最后,在1.3小节中,我们将明确本课程设计的目的和预期成果。
接下来,在第三部分中,我们将详细介绍钢屋架结构设计的相关知识。
在3.1小节中,我们将简要介绍跨钢屋架结构并阐述其特点和应用领域。
随后,在3.2小节中,我们将提出一些设计要点和注意事项,以便读者能够理解如何有效地进行钢屋架结构设计。
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=l-300=18000-300=17700mm屋架计算跨度 l×i/2=17700/(2×3)=2950mm屋架跨中高度 h= l/2cosα≈9329mm上弦长度 L=l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。
一、课程设计题目: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18m×90m,柱距6m,柱高6m,采用三角形钢屋架,屋架跨度18m,屋面坡度i,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。
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400×600mm;使用温度-5°C以上。
屋架轴线图及杆件在节点竖向单位力作用下的内力系数见下图。
几何尺寸内力系数三角形屋架几何尺寸和内力系数2、荷载标准值如下:(1)永久荷载(对水平投影面)屋面板、防水结构及檩条0.20 kN/m2(A项)钢屋架及支撑等自重0.35 kN/m2(B项)(2)可变荷载屋面活荷载(对水平投影面)0.30kN/m2(E项)屋面雪荷载(对水平投影面)0.50kN/m2(C项)基本风压(地面粗糙度为B类)0.55kN/m2(D项)荷载学号调整学号荷载荷载学号荷载学号荷载1号A项+0.0111号B项+0.0121号C项+0.0131号D项+0.012 A项+0.0212B项22C项+0.02 32D项+0.023 A项+0.03 13B项+0.03 23C项+0.03 33D项+0.034 A项+0.04 14+0.04 24C项+0.04 34D项+0.045 A项+0.05 15B项+0.05 25C项+0.05 35D项+0.056 A项+0.06B项+0.06 26C项+0.06 36D项+0.067 A项+0.07 17B项+0.07 27C项+0.07 37D项+0.078 A项+0.0818B项+0.0828C项+0.0838D项+0.089A项+0.0919B项+0.0929C项+0.0939D项+0.0910A项+0.120B项+0.130C项+0.1040D项+0.10荷载班级调整(E项):1班:0.3;2班:0.35;3班:0.40;4班:0.45;5班:0.50;6班:0.55三、设计内容1、屋架杆件内力计算和组合;2、选择杆件截面型号,设计节点;3、绘制施工图四、设计目的和要求1、目的:通过本课程设计,使学生掌握钢屋盖结构布置的原则和正确进行内力组合;掌握杆件截面选择和节点构造的设计原则以及节点设计的方法;掌握钢结构施工图的绘制和材料表的编制。
一、设计资料:1.某厂房总长度60m ,跨度为18m.,柱距6m 。
车间内设有两台30/5吨中级工作制吊车。
屋架端高1900mm,屋面坡度为1/10,置于钢筋混凝土柱上,上柱截面400x400,柱的混凝土强度等级为C25,无檩屋盖体系,采用1.5×6.0m 。
计算最低温度-200C 。
采用1.5×6.0m 预应力混凝土大型屋面板和卷材屋面。
二、结构形式与布置图:屋架支撑布置图如下图所示。
02279a.18米跨屋架(几何尺寸)b.18米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值Aacege'c'a'+2.5370.000-4.371-5.636-4.551-3.357-1.8500.00-4.754-1.862+0.615+1.17+1.344+1.581+3.158+0.540-1.632-1.305-1.520-1.748-1.0-1.0+0.4060.000.00-0.5+5.325+5.312+3.967+2.637+0.933BC DE FGF 'E 'D 'C 'B 'A '0.5 1.0 1.01.01.0 1.0 1.0c . 18米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值四、荷载计算与组合1、荷载计算预应力混凝土大型屋面板 1.40kN/㎡×1.35=1.89kN/m 2 三毡四油防水层 0.4kN/㎡×1.35=0.54kN/m 2 找平层(20mm 厚) 0.4kN/㎡×1.35=0.54kN/m 2 泡沫混凝土保温层 (80mm ) 0.48kN/㎡×1.35=0.648kN/m 2 钢屋架和支撑自重 (0.12+0.011×30)×1.35=0.608kN/㎡ 管道荷载 0.1×0.35=0.135 kN/㎡ 永久荷载总和 4.361 kN/㎡屋面活荷载 0.5×1.4=0.7kN/㎡ 积灰荷载 0.5×1.4=0.7kN/㎡ 可变荷载总和 1.4 kN/㎡2、荷载组合计算屋架杆内力时,应考虑如下三种荷载组合:1全跨永久荷载+全跨可变荷载F=(4.361+1.4)×1.5×6=51.849kN2全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨节点永久荷载:F1=4.361×1.5×6=39.249 kN半跨节点可变荷载:F2=1.4×1.5×6=12.6 kN3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:F3=0.608×1.5×6=5.47kN半跨节点屋面板自重及活荷载:F4=(1.89+0.5)×1.5×6=21.51 kN四、杆件截面设计腹杆最大内力,N=448.43kN(压),由屋架节点板厚度参考可知:支座节点板刚度取12mm;其余节点板与垫板厚度取10mm。
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18m×90m,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400×600mm;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)、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:屋架支撑布置1-1剖面图(二)、屋架杆件内力计算和组合1、荷载组合: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:上弦集中荷载上弦节点荷载上弦集中荷载及节点荷载表3、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:上弦节点风荷载W=1.4×(-0.5)×0.8×1.556×6=-5.228KN4、内力计算(1)杆件内力及内力组合如下表:(2)上弦杆弯矩计算。
18m三角形钢屋架设计1 设计资料及说明设计一位于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≈1555mm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。
钢结构屋盖课程设计计算书姓名:班级:土木工程学号:指导老师:2012年6月11日一、设计说明1、设计某一检修厂房屋盖,跨度为27m,长度为80m,柱距为6m,三角形屋架,钢材为Q235—B,焊条采用E43型,屋面为压型钢板,屋面坡度i=1:2.5,屋架铰接于钢筋混凝土柱顶,无吊车,外檐口采用自由排水,采用槽钢檩条,檩条间距为2827.25mm。
2、基本风压为0.4KN/m²,屋面离地面高度为12 m,不上人屋面。
雪荷载0.6KN/m²二、檩条设计1、檩条采用轻型槽钢檩条2、屋面材料为压型钢板,屋面坡度为1:2.5(α=21.80°)檩条跨度为6m,于跨中设置一道拉条,水平檩距2396.4×cos21.80°=2396.4×0.93=2228.65mm,坡向斜距2396.4mm3、荷载标准值(对水平投影面)⑴永久荷载:压型钢板(不保温)自重为0.1 KN/m²,檩条(包括拉条和支撑)自重设为0.11 KN/m²⑵可变荷载:屋面雪荷载ω=0.6KN/m²,基本风压ωo=0.40 KN/m²4、内力计算⑴永久荷载于屋面活荷载组合檩条线荷载p K=(0.21+0.6)×2.229=1.805 KN/mp=(1.2×0.21+1.4×0.6)×2.229=2.434 KN/mp X=psin21.80=2.434×0.37=0.901 KN/mp Y=pcos21.80=2.434×0.93=2.264 KN/m弯矩设计值:M X= p Y l2/8=2.264×62/8=10.188KN·mM y= p X l2/32=0.901×62/32=1.014KN·m⑵永久荷载和风荷载的吸力组合按《建筑结构荷载规范》GB50009—2001房屋高度为12m 取μz=1.0按《门式钢架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102:2002附录A,风荷载体型系数为:1.5㏒A-2.9=-1.211 A=2.22865m ×6m=13.72m2垂直于屋面的风荷载标准值ωk=μSμzω0=-1.211×1.0×(1.05×0.4)=-0.509 KN/m²檩条线荷载p XY=(0.509-0.21×cos21.80)×2.22865=0.314×2.22865=0.070KN/mp X =0.21×2.229×sin21.8o=0.174 KN/mp Y =1.4×1.211×2.229-0.21×2.229×cos21.80=3.344 KN/m 弯矩设计值M X= p Y l2/8=3.344×62/8=15.048KN/mM y= p X l2/8=0.174×62/8=0.783KN/m⑶截面选择选用选用轻型槽钢【20 W=152.2 cm3 W ynmax=54.9 cm3 W ynmin=20.5 cm3I X=152.20 cm4 i x=8.07 cm i y=2.20 cm计算截面有孔洞削弱,考虑0.9的折减系数,则净截面模量为:W NX=0.9×152.2=136.98cm3W ynmax=0.9×54.9=49.41 cm3W ynmin=0.9×20.5=18.45 cm3⑷屋面能阻止檩条失稳和扭转,截面的塑性发展系数γx=1.05 γy=1.20,按公式计算截面a、b点的强度为(见图)бx = Mx/(γx W NX)+My/(γy W ynmin)=15.048×106/(1.05×136.98×103)+0. 783×106/(1.2×18.45×103)=139.99<215N/mm2 бy = Mx/(γx W NX)+My/(γy W ynmax)=15.048×106/(1.05×136.98×103)+0.783×106/(1.2×49.41×103)=117.83<215N/mm2⑸挠度计算因为支撑压型钢板金属板,有积灰的瓦楞铁和石棉等金属面者,容许挠度为L/200当设置拉条时,只须计算垂直于屋面方向的最大挠度 v y=(5/384)×(3.344×cos21.80×60004)/(206×103×1522×104)=16.7mm<L/200=30mm构造要求λx=600/8.07=74.35<200λy=300/2.20=136.36<200故此檩条在平面内外均满足要求三、屋架设计⑴屋架结构的几何尺寸如图檩条支撑于屋架上弦节点。
屋架坡角(上弦与下弦之间的夹角)为α=21.80°檩距=2.229m⑵支撑布置《建筑抗震设计规范》(GB50011--2001)支撑布置见图,上弦横向水平支撑设置在房屋两端和伸缩缝处第一开内,并在相应开间屋架跨中设置垂直支撑,其余在开间,屋架下弦跨中设置一通长水平柔性系杆,上弦横向水平支撑在交叉点处与檩条相连,故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一半。
⑶荷载标准值①永久荷载(恒荷载)(对水平投影面)压型钢板(不保温) 0.1 KN/m²檩条自重(不包括拉条支撑) 0.1 KN/m²屋架及支撑自重 0.15 KN/m²管道条 0.05 KN/m²合计 0.40 KN/m²②可变荷载(活荷载)(对水平投影面)㈠雪荷载基本雪压S O=0.6 KN/m²,按《建筑结构荷载规范》(GB50009--2001)表6.2.1考虑积雪全跨均匀分布情况,由于α=21.80°<25°所以μr=1.0 雪荷载标准值S K=μr S O=0.6 KN/m²㈡风荷载基本风压ω0=0.4 KN/m²⑷荷载组合①恒荷载+活(或雪)荷载②恒荷载+半跨活(或雪)荷载③恒荷载+风荷载④屋架、檩条自重+半跨(屋面板+0.3 KN/m²安装荷载)⑸上弦的集中恒荷载及节点荷载由檩条传给屋架上限的集中恒荷载和上弦节点恒荷载见图由檩条传给屋架上限的集中活荷载和上弦节点活荷载见图具体计算过程如下;①全跨屋面恒荷载作用下,,上弦集中恒荷载标准值P1、=0.40×6×2.229×3/101/2=5.08KN上弦节点恒荷载P1=P1、=5.08 KN②全跨雪荷载作用下P2、=0.60×6×2.229×3/101/2=7.61 KN上弦节点雪荷载:P2= P2、=7.61 KN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1.2×5.08 +1.4×7.61 KN=16.75 KN 若基本荷载组合由永久荷载效应控制,则上弦节点荷载设计值为 1.35×5.08+1.4×7.61=17.512KN综上可知,本工程屋面荷载组合效应由可变荷载效应控制。
③风荷载标准值风荷载体型系数:背风面μs=-0.5迎风面μs=-0.47≈-0.5风压高度变化系数μz(本设计地面粗糙度为B类)屋架下弦标高12.0m H=12+5.08/2=14.54m坡度i=1/2.5 α=21.80°风压高度变化系数μz=1.02≈1.0 ßz=1.0计算主要承重结构:ωk= ßzμsμzω0背风面:ωk=1.0×(-0.5)×1.0×0.4=0.2 KN/m²(垂直于屋面)迎风面:ωk=1.0×(-0.5)×1.0×0.4=0.2 KN/m²(垂直于屋面)由檩条传给屋架上弦的集中风荷载标准值P3、=ω1、=-0.2×2.229×6=-2.652 KN 上弦节点风荷载标准值P3=ω1=P3、=-2.625 KN⑹内力计算①内力组合见表屋架杆件内力组合表⑺截面选择㈠上弦杆截面选择上弦杆采用相同截面,以节间1-2的最大轴力N1-2来选择,下弦以节间1-8的最大轴力N1-8来选择,腹杆以节间7-11的最大轴力N7-11来选择。
各杆件的截面尺寸选择如下表注:表中焊缝计算长度l w,l w=l wˊ+2h f⑻上弦接点连接计算①支座节点“1”为了便于施焊下弦杆肢背与支座板顶面的距离取125mm,锚栓用2M20,栓孔位置见图在节点中心线上设置加劲肋,加劲肋高度和节点板高度相同。
A、支座底板计算支座反力:R=76.14 kn设a=b=120mm a1=21/2×120=169.7mmb1×a1/2=84.4mm 支座底板承压面积为:A n=240×200-π×202-2×40×50=52300mm2由公式验算柱顶混凝土的抗压强度R/A n=76.14×103/52300=1.46n/mm2<βc f c=(A b/ A c)1/2f c=(240×240/52300)1/2×9.6=10 n/mm2 (C20混凝土f c=9.6 n/mm2)支座底板的厚度按屋架反力作用下的弯矩计算,有公式得:M=βq a12式中 q=R/ A n= R/ A0- A n=76140/52300=1.46 n/mm2b1/ a1=84.8/169.7=0.5查表得β=0.06 M=βq a12=0.06×1.46×169.72=2522.71 n/mm2支座底板厚度由公式得t=( 6M/f)1/2=( 6×2522.71/215)1/2=8.39取12mmB、加劲肋与节点板的连接焊缝假定一块加劲肋承受的屋架支座反力的四分之一,即:1/4×76.14=19.035 kn焊缝受剪力 V=19.035 kn 弯矩M=19.035×(120-20)/2=952 kn·mm 设焊缝h f=6㎜ l w=160-40-2×6=108mm焊缝应力由公式得:{[v/(2×0.7h f l w)]2+[6M /(2×0.7βf h f l w2)]2}1/2={[19.035×103/(2×0.76×108)]2+[6×952×103/(2×0.7×1.22×6×1082)]2}1/2=(13445.32+2283.51)1/2=125<160 n/mm2C、支座底板的连接焊缝假定焊缝传递全部支座反力 R=76.14 kn设焊缝的h f=8mm,支座底板的连接焊缝长度为∑l w=2(240-2h f)+4×(120-4-10-2h f)=2(240-2×8)+4×(120-4-10-2×8)=808mm由公式得:τf=R/0.7βf h f∑l w= 76.14×103/0.7×1.22×8×808=13.8< f w f =0.95×160=152 n/mm2 满足要求。