鋼結構設計任務書
一、設計資料
工業廠房跨度為l=24m，柱距為6m，廠房總長度為90m，採用1.5×6.0m預應力鋼筋混凝土大型屋面板，屋面坡度i=1/12，屋架兩端簡支於鋼筋混凝土柱上，柱採用封閉結合，上柱截面450mm×450mm,混凝土標號為c20。
二、鋼材和焊條的選用
鋼材選用q235-b，焊條選用e43型，手工焊
三、屋架形式、尺寸及支撐布置
屋架計算跨度：l0=l-300=23700(mm)
屋架端部高度取：h0=2000（mm）
跨中高度：h=3000（mm）
屋架高跨比屋面幾何尺寸
屋架支撐布置
四、荷載和內力計算
1）荷載計算。
屋面永久荷載kn/m2
預應力混凝土大型屋面板（含灌縫） 1.50
防水卷材0.40
找平層0.40
保溫層0.50
屋架和支撐自重0.30
合計3.10
2）屋面活荷載：
雪荷載或活荷載0.40
（由於i=1/12i=1/8，故不需考慮風荷載的影響）
合計0.40
3）節點荷載：
一般考慮全跨荷載，對跨中部分斜桿（一般為跨中每側各兩根斜腹杆）可考慮半跨組合，本設計在計算桿件截面時，將這些腹杆均按壓杆控制長細比，不必考慮半跨荷載作用情況，只計算全跨滿載時的桿件內力。
全跨荷載組合1：
p=(1.2×3.1+1.4×0.4)×6×3.0=77.040kn
全跨荷載組合2：
p=(1.35×3.1+1.4×0.7×0.4)×6×3.0=82.386kn
故，節點荷載p=82.386kn
支座反力r=4p=4×82.386=329.544kn
4）內力計算
用**法先求出節點荷載作用下的桿件內力係數，然後乘以實際的節點荷載。計算結果列於下表
表1 屋架桿件計算內力（kn）
五、桿件截面選擇
1）上弦杆。整個上弦不改變截面，按最大內力計算，nmax=-646.812kn，=301.
0cm，=600.0cm，因為，故截面宜選用兩個不等肢角鋼，且短肢相並。根據腹杆的最大內力465.
316kn，查表2-8，選用支座節點板厚t=12mm,中間節點板厚可為t=10mm，但是為了施工方便所有節點板選用相同的厚度，一律取用t=12mm。
假定，。
需要截面積
需要迴轉半徑
選用2 l 18011010，a=5680， =3.13cm ， =8.71m。
驗算：因為
所以由於查軸心受力穩定係數表，＝0.579
=196.68n/<215 n/
2）下弦杆。整個下弦杆採用等截面，按下弦杆最大內力nmax=-658.347kn計算，=600.
0cm，=600.0cm。所需要面積==3062，採用等肢角鋼2 l10010，a=3860， =3.
05cm，=4.60cm。
驗算：填板每節間放兩塊
3）豎桿af、cg。
naf=-41.193kn，lox=200.0cm，loy=200.0cm ;
ncg =-82.386kn，lox =250×0.8=200cm，loy =250cm。
內力較小，可按長細比選擇截面，按內力較大者計算。選2l63×6, a=14.58cm2，=1.93cm，=3.06cm
驗算：因為所以
由查b類截面的
af填板放兩塊
cg填板放三塊
4）豎桿eh。n=25.045kn ，該桿件內力較小，按長細比控制截面。
為了便於連線垂直支撐，截面採用十字形截面。lo =0.9300=270cm，選用2l10010 , a=38.
52 cm2，＝3.84。
驗算：填板放三塊
=90cm＜40=40×3.84=153.6cm
斜腹杆bf。n=-465.316kn，lox=363.
1cm，loy=363.1cm。選用2l18011010（長肢相並），a=56.
8cm2，=3.13cm，=4.36cm。
驗算：因為 故
查，填板放兩塊
。5）斜腹杆bg。n=263.
223kn，lox=0.8×375=300cm，loy=375cm。選用2l636，a=14.
58cm2，=1.93cm，=3.06cm。
驗算：填板放兩塊
。6）斜腹杆dg、dh。cm，cm。
cm，cm。由於dh杆內力較小，可按長細比選擇截面，按內力較大者計算。選用2l806，a=18.8cm2，=2.47cm，=3.72cm。
驗算：因為 ，
故查（b類截面）
填板放四塊
表2 屋架桿件截面選用表（節點板厚t=12mm）
六、節點設計
用e43焊條時，角焊縫的抗拉、抗壓和抗剪強度設計值 ，各桿件內力由表1查得，最小焊縫長度不應小於
1、下弦節點「g」
（1） 斜桿bg與節點的連線焊縫計算：
n=263.223kn
設肢背與肢尖的焊角尺寸分別為和。所需焊縫長度為：
肢背： +16=113.93mm，取＝120mm
肢尖： +12=77.3mm，取＝100mm
（2） 斜桿dg與節點的連線焊縫計算：
n=111.880kn
設肢背與肢尖的焊角尺寸分別為和。所需焊縫長度為
肢背： +16=57.6mm，取＝80mm
肢尖： +12=40mm，取＝80mm
（3）豎桿cg與節點板連線焊縫計算：n = 82.386kn
因其內力很小，焊縫尺寸可按構造確定，取焊腳尺寸=6mm
焊縫長度6×8=48mm，取=80mm
（4）下弦杆與節點板連線焊縫計算：焊縫受力為左右下弦杆的內力差
，由斜腹杆焊縫決定的節點板尺寸，量得實際節點板長度為63cm，肢背及肢尖焊腳尺寸均取為6mm，則計算長度lw=63-1.2=61.8cm。肢背焊縫應力為：
肢背： +12=157.4mm，取＝160mm
肢尖： +12=78.7mm，取＝80mm
下弦節點g
2、上弦「b」節點
（1）斜桿bg與節點板連線焊縫計算，與下弦節點g中bg杆計算相同。
（2）斜桿bf與節點板連線焊縫計算，n=465.316kn。
設肢背與與肢尖的焊腳尺寸分別為和。所需焊縫長度為
肢背： +20=158.5，取＝160mm
肢尖： +16=102.6，取＝110mm
（3）上弦杆與節點板連線焊縫計算：為了便於在上弦上擱置大型屋面板，上弦節點板的上邊緣可縮排上弦肢背8mm。用槽焊縫將上弦角鋼和節點板連線起來。
由腹杆焊縫決定的節點板的尺寸，實際測的節點板長度為81cm.槽焊縫可按兩條焊縫計算，計算時可略去屋架上弦坡度的影響，而假定集中荷載f與上弦垂直。
假定集中荷載f由槽焊縫承受，f=82.386kn，焊腳尺寸為mm
cm上弦杆肢尖焊縫受力為左右上弦杆的內力差
偏心距 e =110-25＝85mm
偏心力矩m=δn·e=577.773×8.5=4911.071kn·cm，採用hf2=10mm，lw2=81-2=79cm，則
對δn：
對m此方案滿足條件，不需要採用節點板伸出的方案。
上弦節點b
3、屋脊「e」節點
（1）弦杆與拼接角鋼連線焊縫計算：
弦杆一般用與上弦杆同號角鋼進行拼接，為使拼接角鋼與弦杆之間能夠密合，並便於施焊，需將拼接角鋼進行切肢、切稜。拼接角鋼的這部分削弱可以靠節點板來補償。拼接一側的焊縫長度可按弦杆內力計算。
則，拼接角鋼切肢、切稜的尺寸為mm，取25mm。n=646.812kn，設肢尖、肢背焊腳尺寸為6mm，則需焊縫長度為
mm，取mm
拼接角鋼長度取2255+50＝560mm 拼接角鋼的長度計算中b取值較大，一般取為50mm。
（2）弦杆與節點板的連線焊縫計算：上弦肢背與節點板用槽焊縫，假定承受節點荷載
上弦肢尖與節點板用角焊縫，按上弦杆內力的15%計算。n=646.81215%＝97.02kn，設焊腳尺寸為6mm，弦杆一側焊縫長度為200 mm，
（3）中豎桿與節點板的連線焊縫計算：n=25.045kn
此杆內力很小，焊縫尺寸可按構造確定，取焊腳尺寸mm
焊縫長度mm，取mm
4 .下弦跨中節點h
（1）弦杆與拼接角鋼連線焊縫計算：拼接角鋼與下弦杆截面相同，傳遞內力n=658.347kn
設肢尖、肢背焊腳尺寸為6mm，豎肢需切去mm,取25mm。則需焊縫長度為
mm,取mm
拼接角鋼長度不小於2260+15=535mm 取值為550mm (b=15mm)
（2）弦杆與節點板連線焊縫計算：按下弦杆內力的15%計算。
設肢背、肢尖焊腳尺寸為6mm，弦杆一側需焊縫長度為
肢背：，取mm
肢尖：，按構造要求，取焊縫長度 48mm，
取 =60mm
(3) 其他腹杆由於內力很小，因此只用採用構造要求進行焊縫設計。[具體數值見圖所示]
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