24M跨度钢结构工业厂房设计书h.docx

一、课程设计内容
1、计算书一份：
（1）绘制屋架支撑布置简图；
（2）荷载和杆件内力计算、汇总；
（3）设计节点并在计算书中绘制节点简图。
2、绘制钢屋架施工图（一号图纸一张594mmX841mm），绘制杆件汇总表。
二、设计资料
工业厂房跨度为，柱距为，厂房总长度为，选用预应力钢筋混凝土大型屋面板。采用梯形钢屋架，如图，钢材选用，焊条选用，手工焊。屋架两端简支于钢筋混凝土柱上，檐口采用封闭结合，上柱截面，混凝土标号为。
荷载（标准值）：
1、永久荷载：预应力钢筋混凝土屋面板（包括嵌缝）
改性沥青防水卷材
厚找平层
厚泡沫混凝土保温层
屋架和支撑自重
2、活荷载：屋面雪荷载，施工荷载

课程设计正文:
一、 屋架支撑布局简图

屋架上弦支撑布置图

屋架下弦支撑布置图

垂直支撑1－1

垂直支撑2－2

二、荷载和内力计算及节点设计
1、 荷载和内力计算
（1） 荷载组合
由于屋面坡度不大，故忽略坡度对荷载值的影响；风荷载为吸力，重屋盖可不考虑。
永久荷载总和为：1.8+0.4+0.4+0.5+0.5=3.6 kN;
节点设计荷载： kN;
支座反力: kN;
（2） 内力计算
用所给出的图中的单位内力可求出全跨荷载作用下屋架的杆件内力.内力设计值如下图所示:
2、 杆件截面选择
腹杆最大轴力为543.9kN，选用支座节点板厚t=12mm，中间节点板及垫板厚可为t=10mm。所用钢材厚度均小于16mm，设计强度=215N/。
（1） 上弦截面
上弦不改变截面，最大内力 kN；
屋架平面内计算长度；屋架平面外，要求大型屋面板与屋架可靠焊接，取 两块板的宽度。初选216014，A=86.60，，。
验算弯矩平面内和弯矩平面外稳定性：

由于
故

上部局部弯矩：

1)上弦截面弯矩平面内稳定性验算。
kN；

= 101+109=210N/<=215 N/；
满足要求
2)上弦截面弯矩平面外稳定性验算。
；
N/<=215 N/；
每节间放两块垫板

满足要求。
（2）下弦截面
下弦杆采用同一截面，最大内力kN；屋架平面内计算长度；屋架平面外根据支撑布置取。
计算需要净截面面积：

采用等肢角钢210010，A=3860，，。
截面强度验算：
N/<=215 N/；

每节间放两块垫板
满足要求。
（3）腹杆
1)杆件A-F、C-G：
kN，，
kN，，
选2636，A=1458，，。
杆件C-G受力较大，长细比也较大，按杆件C-G验算：
，

所以

，
N/<=215 N/；
A- F放两块垫板，C-G放三块垫板，满足要求。
2）杆件E-H:选用210010，放三块垫板，经过上述杆件类似验算，满足要求。
3）杆件B-F：选用218011010（长肢相并），放三块垫板，经过验算，满足要求。
4）杆件B-G：选用2636，放两块垫板，经过上述杆件类似验算，满足要求。
5）杆件D-G、D-H：
选用2806，放四块垫板，经过上述杆件类似验算，满足要求。
3、 节点设计
选用E43焊条，角焊缝的抗拉抗压和抗剪强度设计值。
（1） 下弦节点G（如下图）

1）斜杆BG与节点的连接焊缝计算。
N=307.679kN
设肢背与肢尖的焊角尺寸分别为 和,所需焊缝长度为：
肢背:，取。
肢尖：，取。
1） 斜杆DG与节点的连接焊缝计算。
N=133.376kN
设肢背与肢尖的焊角尺寸分别为 和,所需焊缝长度为：
肢背:，取。
肢尖：，取。
2） 斜杆CG与节点板的连接焊缝计算。
N=96.3kN
焊缝尺寸可按构造确定，取焊脚尺寸，焊缝长度取。
3） 下弦杆与节点板连接焊缝计算。
受力为左右下弦杆的内力差kN
肢背焊缝应力为：
肢背：<；
肢尖：<；
满足要求。
（2） 上弦节点（如下图）

1) 斜杆BG与节点板连接焊缝计算,与下弦节点G中BG杆计算相同.
2) 斜杆BF与节点板连接焊缝计算,N=543.9kN。
设肢背与肢尖的焊脚尺寸分别为和。所需焊缝长度为
肢背：mm，取。
肢尖：，取
3) 上弦杆与节点板连接焊缝计算。
为便于在上弦上搁置大型屋面板，上弦节点板的上边缘可缩进上弦肢背8mm。
假定集中荷载F由塞焊缝承受。F=96.3kN，焊脚尺寸为mm， mm。
<。
kN
偏心矩： mm。
偏心力矩：
，，则

<，满足要求。
（3） 屋脊节点E（如下图）

1） 弦杆与拼接角钢连接焊缝计算。
拼接角钢切肢的尺寸为 mm，取25 mm。
N=756.05kN，取焊脚尺寸为6 mm，则需焊缝长度为
mm
取=300 mm，拼接角钢的长度取。
2） 弦杆与节点板连接焊缝计算。
上弦肢背与节点板用塞焊缝，满焊即可。
下弦肢尖与节点板用角焊缝，按上弦杆内力的15%计算。
N=

焊脚尺寸为6mm，弦杆一侧焊缝长度为250mm，有

<，满足要求。
3） 中竖杆与节点板的连接焊缝计算。
N=29.275kN。此杆内力很小，焊缝尺寸可按构造确定，取焊脚尺寸6mm，焊缝长度。
（4） 下弦跨中节点H（如下图）

1）弦杆与拼接角钢连接焊缝计算。
拼接角钢与下弦杆截面相同，传递内力N=769.58kN，设肢尖、肢背焊脚尺寸为6mm，竖肢需切去,取25 mm，则需焊缝长度为。拼接角钢长度取为550mm。
2）弦杆与节点板连接焊缝计算。
N=769.5315%=115.43kN
设肢尖、肢背焊脚尺寸为6mm，弦杆一侧许焊缝长度为
肢背：，取。
肢尖：，取。
4） 其他腹杆内力较小，采用构造要求进行焊缝设计。
（5） 支座节点F（如下图）

下弦角钢水平肢的底面与支座底板的距离取为150mm。在节点中心线上设置加紧肋， 高度与节点板的高度相同，厚度为12mm。
1） 端斜杆焊缝计算
端斜杆B-F由前面计算结果取肢背及肢尖角焊缝尺寸分别为:。
2） 验算下弦杆焊缝。
由腹杆焊缝决定的节点板尺寸，实际测得节点板长度为42cm。肢背与肢尖焊角尺寸均取为8mm，则取焊缝计算长度为40 cm。肢背焊缝应力为
<
3） 支座底板计算。
支反力 kN;=9.6，所需底板净面积为

取锚栓直径,锚栓孔直径为50 mm，则所需底面积为

按构造要求采用底板面积为2626=676>468.07，底板净面积为

垫板采用20100200，孔径25.5mm。底板承受支座均布反力为

，则
所需底板厚度，取20mm，底板尺寸为
20260260。

4） 加劲肋与节点板连接焊缝计算。
一个加劲肋的连接焊缝所能承受的内力为

加劲肋焊缝厚度取6mm，验算焊缝应力

<，满足要求。
5） 节点板、加劲肋与底板的连接焊缝计算。
取，实际焊缝的总长度为
焊缝应力为
，满足要求。