钢屋架课程设计指导书及参考例题.doc

钢屋架课程设计指导书一、教学要求1、了解普通钢屋架设计的全过程；2、学习结构施工图的绘制和结构计算书的编制方法3、了解钢屋盖支撑体系的作用并能正确布置支撑；4、掌握钢屋架的内力计算、杆件截面选择，节点设计的方法；5、掌握焊接连接的构造要求。二、屋架形式及主要尺寸的确定在确定钢屋架外形时，应满足适用、经济和制造安装方便的原则。腹杆和节点数量少，应使短杆受压，长杆受拉，杆件夹角宜在30°～60°之间。屋架的主要尺寸包括屋架的跨度、高度、节间宽度。跨度一般以3m为模数。计算跨度：L0=L-2×150mm 卷材防水屋面上弦坡度为：1/8～1/12 时，跨中高度一般为：（1/6～1/10）L；端部高度常用：H0＝1.8～2.2m；上弦节间长度应等于大型屋面板的宽度三、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GWJ—A，其它编号均为GWJ—B。四、屋架的内力计算1、计算的基本假定节点均为铰接；所有杆件的轴线均位于同一平面内，且同心交汇于节点；荷载均用于节点。2、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，起卸载作用，对重屋盖可不考虑，所以各荷载均按水平投影面积计算。3、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4、内力计算按图解法、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。1. 杆件的计算长度l为构件的几何长度(节点中心间距离)；l1为桁架弦杆侧向支承点之间的距离。2. 斜平面系指与桁架平面斜交的平面，适用于构件截面两个主轴均不在桁架平面内的单角钢腹杆和十字形截面的腹杆。当桁架弦杆侧向支承点之间的距离为节间长度的2倍，且两节间的弦杆轴心压力不相同时，弦杆（包括再分式腹杆体系中的受压腹杆）在平面外的计算长度应按下式计算： 2、长细比压杆：(≤[(]=150 拉杆：(≤[(]=350 有重级工作制吊车时(≤[(]=250 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。原则：(x≈(y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。轴心压杆，可先假定长细比（弦杆λ=～100，腹杆～120）查表得(值，即可计算所需面积A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。1、上、下弦杆l0x=l，loy=l1，一般l0y＞＞l0x（2倍以上）故通常采用短肢相并的不等边角钢T形截面(iy/ix≈2.8)。2、支座腹杆支座腹杆，故通常采用长肢相并的不等边角钢T形截面(iy/ix≈0.9)。3、一般腹杆一般腹杆，故通常采用等边角钢T形截面(iy/ix≈1.5)。跨中腹杆桁架正中竖杆，为保证屋架在运输和安装的方便，以及与正中垂直支撑和系杆连接不偏心，并获得较大的刚度，通常采用等边角钢组成十形截面。填板的设置双角钢T形或十形截面是组合截面，应每隔一定间距在两角钢间放置填板，以保证两个角钢能整体共同受力。填板间距对压杆用ld≤40i1，对拉杆用ld≤80i1，i1一个角钢对1－1形心轴的回转半径，一般杆件，每个节间的填板数2个（T形截面）和3个（十形截面）；在侧向支承点间距≥2个节间的连续直通弦杆或腹杆中，每节间的填板数一般不得少于1个。截面选择普通钢屋架中所采用的角钢规格不宜小于L×5或L×50×5。为了便于钢材备料，在同一榀屋架中，角钢规格不宜过多，一般为5～6种。1、节点设计的基本要求（1）各杆件的形心线位置尽量与屋架几何轴线重合，并交于节点中心，以避免由于偏心所产生的附加弯距。（焊接桁架中应调整称5mm的倍数）（2）节点强度一般应高于相连接的杆件的承载力。（3）节点的传力路线明确，构造形式便于制作和安装。（4）角钢的切断面一般与其轴线垂直，需要斜切时只能切肢尖。2、节点板