文档介绍：仅供参考步骤和过程,必须采用自己的数据!
图号必须按顺序编号,正文中在图出现的附近必须对图有说明,如“见图、如图等”,本文中图号有些乱,不能照抄!
目录
1 设计资料 1
2 屋架形式及几何尺寸 1
3 支撑的布置 2
4 荷载计算 3
5 内力计算 4
6 杆件复核 5
7 节点复核 10
采用PKPM软件进行设计,对杆件和部分节点进行手算复核。
1 设计资料及设计依据规范:建筑结构荷载规范、钢结构设计规范
结构形式
跨度为21 m,总长90 m,柱距6 m,采用梯形钢屋架。
屋架尺寸及选材
m,屋面坡度为1/10,采用Q235钢,E43型焊条。
荷载标准值
恒载有:
防水层、找平层、保温层等 kN/m2
预应力混凝土屋面板(含灌缝) kN/m2
屋架及支撑自重 kN/m2
按任务书列出各种荷载
活载有:
屋面均布活载 kN/m2
雪荷载 kN/m2
积灰荷载 kN/m2
屋面为重屋面,不考虑风荷载;抗震设防烈度为6度,不考虑地震作用。
2 屋架形式及几何尺寸
(1) 计算跨度;
(2) 屋架中部高度;
(3) 屋架跨中起拱高度L/500=42 mm,实取50 mm;
(4) 几何尺寸如下图1所示:
节点编号统一按PKPM的编号
图1 屋架几何尺寸示意图(单位:mm)
3 支撑的布置支撑布置必须与自己的跨度、屋架外形、特别是下弦系杆间距必须与PKPM建模和计算时的下弦平面外计算长度相对应,不能照抄!
参照屋架图集
根据车间长度、屋架跨度和荷载情况,上、下弦各设两道横向水平支撑,具体见支撑布置图2。
a 上弦支撑
b 下弦支撑
c 1-1剖面垂直支撑
图2 屋面支撑布置(单位:mm)
SC-上弦支撑;XC--垂直支撑;GG-刚性系杆;LG-柔性系杆
参照屋架图集
4 荷载计算
屋面活荷载与雪荷载不同时组合,屋面活荷载大于雪荷载,故只取屋面活荷载进行计算。由于屋面坡度较小,可以将沿斜面分布的荷载均视为水平投影面上的荷载。
计算时, m× m面积的荷载。详见表1、表2。
表1 恒载计算
恒载
防水层、找平层、保温层等
kN/m2
预应力混凝土屋面板(含灌缝)
kN/m2
屋架及支撑自重
kN/m2
小计
kN/m2
表2 活载计算
活载
屋面均布活载
kN/m2
积灰荷载
kN/m2
小计
1 kN/m2
节点荷载标准值:
kN,kN
5 内力计算
按由可变荷载效应控制的组合计算:
kN
按由永久荷载效应控制的组合计算:
kN
判断何种组合起控制作用
因此计算按永久荷载效应控制的组合进行,采用PKPM软件将内力、参数输入,初步选定截面进行计算,直到PKPM计算无不符合要求的杆件。详细说明PKPM具体计算过程、参数取值、注意事项
活荷载输入时应该按互斥荷载分别输入“全跨荷载”与“半跨荷载”两组数据。该段删除
永久荷载及可变荷载作用下的屋架计算简图如图X所示。插入计算简图,后续图号需要调整。
内力图如图3所示。
屋架几何尺寸图也要画一半。
图3 杆件内力图(单位:kN)
根据腹杆的最大设计内力kN,取中间节点板厚为10 mm,支座节点板厚为12 mm。
6 杆件复核
Q235钢,厚度不大于16mm时,N/mm2,N/mm2钢号,板厚对强度的取值都有影响
上弦杆
y
y
x
x
10
图4 上弦杆截面
整个上弦杆采用同一种截面类型,为2L140×90×12不等边角钢短肢相并。(图4)
最大应力位于K-L节点之间,kN
由角钢间距a=10 mm查表得
A=2640×2=5280 mm2,= cm,= cmPKPM中查得数据以m为基本单位
,压杆的容许长细比
计算长度:
mm(节点间轴线长度)
mm取3000mm即可
(按大型屋面板与屋架保证三点焊接考虑,取为两块屋面板宽)
(1) 刚度验算:
<(满足)
<(满足)
因为,所以对y轴考虑扭转需采用换算长细比,参见教材P115
<(满足)
(2) 整体稳定性验算:截面有削弱,净截面强度也需验算
截面对x轴为b类,对y轴为b类,由Q345钢需换算后查稳定系数表
,查表得:
线性内插值求稳定系数
因此N/mm2<N/mm2(满足)
下弦杆
10
x
x
y
y
图8 下弦杆截面
整个下弦杆采用同一种截面类型,为2L125×80×10不等边角钢短肢