一、 設計資料：
題號：普通梯形鋼屋架19號
該課程設計題目為：普通梯形屋架，該結構位於佳木斯市。
1、 車間柱網布置：長度90m ；柱距6m ；跨度18m
2、 屋面坡度：1：10
3、 屋面材料：混凝土大型屋面板（包括灌漿）
4、 荷載標準值
1） 靜載：
屋架及支撐自重0.3kn/m;
sbs改性瀝青油毛氈防水層0.4kn/m；
20厚水泥砂漿找平層0.4kn/m;
100厚水泥珍珠岩保溫層0.4kn/m
冷底子油隔氣層0.05kn/m
大型屋面板自重（包括灌縫1.4kn/m
管道裝置自重0.1 kn/m
2） 活載：
屋面雪荷載或活荷載最大值0.65kn/m；
積灰荷載0.5kn/m；
屋面坡度不大，對荷載影響小，不予考慮。風荷載對屋面為吸力，重屋蓋可不考慮。
5、 材質 q235b鋼，焊條e43xx系列，手工焊。
二、 結構形式與選型
屋架形式及幾何尺寸如圖所示
根據廠房長度(84m>60m)、跨度及荷載情況，設定上弦橫向水平支撐3道，下弦由於跨度為18m故不設下弦支撐。
梯形鋼屋架支撐布置如圖所示：
（a）上弦橫向水平支撐布置圖
b）屋架、下弦水平支撐布置圖
1-1、2-2 剖面圖
三、 荷載計算
荷載計算表：
荷載組合方法：
1、 全跨永久荷載＋全跨可變荷載
f1+f2=(4.118+1.47) ×1.5×6=50.292kn
2、 全跨永久荷載＋半跨可變荷載
f1=4.118×1.5×6=37.062 kn
f2=1.47×1.5×6=13.23 kn
3、 全跨屋架（包括支撐）自重＋半跨屋面板自重＋半跨屋面活荷載
f2=1.47×1.5×6=13.23 kn
f3=0.405×1.5×6=3.645 kn
f4=(1.85+0.91)×1.5×6=24.84 kn
四、 內力計算
計算簡圖如下
(a) 18公尺跨屋架
(b)18公尺跨屋架全跨單位荷載幾何尺寸作用下各桿件的內力值
c) 18公尺跨屋架半跨單位荷載作用下各桿件的內力值
五、桿件設計：
復杆最大內力為326.898 kn，查課本表7.4，選用中間節點板厚為10mm，支座板厚為12mm。
1.上弦杆
整個上弦杆採用相同一截面，按最大內力計算，n=-457.65kn
計算長度： 屋架平面內取節間軸線長度=1507.5mm
屋架平面外根據支撐，考慮到大型屋面板能起一定的支撐作用，取上弦橫向水平支撐的節間長度： =21507.5=3015mm
根據屋架平面外上弦杆的計算長度，故截面宜選用兩個不等肢角鋼，且短肢相並，見下圖：
設=60，查軸心受力穩定係數表， =0.807
需要截面積===2637.7
需要迴轉半徑：
50.25mm
根據需要的、、 查角鋼型鋼表，初選 2 l 1409010，
a=4460， =25.6mm ， =67.7mm。
按所選角鋼進行驗算：
===58.90＜[λ]=150
===44.53＜[λ]=150
雙角鋼t型截面繞對稱(y)軸應按彎扭屈曲計算長細比.
,故應按《鋼結構》式4.15計算故
由於 ，只需求出，查軸心受力穩定係數表，＝0.813
==126.21mpa<215mpa 所選截面合適。
填板每個節間放一塊，la=75.4cm<40i=40×2.56=102.4cm。
2 .下弦杆
整個下弦杆採用同一截面，按最大內力計算，n=466.7kn
計算長度：屋架平面內取節點間軸線長度=3000mm
屋架平面外根據支撐布置取=9000mm
計算需要淨截面面積==2170.70,選用2l1409010，因為 > ,
故用不等肢角鋼，短肢相並，見下圖：
a=4460， =25.6mm， =67.7mm。
=<[ ]=350
=<=350 所選截面滿足要求。
填板每個節間放一塊，la=150cm<80i=40×2.56=204.8cm。
3. 端斜桿ab
已知n＝-326.89kn，＝＝2530mm。因為＝，故採用不等肢角鋼，長肢相並，使＝，選用角鋼2 l 100808
a＝2780，＝31.5mm，＝34.9mm
截面剛度和穩定驗算：
= <[ ]=150
= <[ ]=150
因為只需求，查表得=0.687
mpa<215 mpa 所選截面滿足要求。
填板放兩塊，la=84.5cm < 40i=40×3.15=126cm。
4斜腹杆bc
桿件軸力：n=238380 n
計算長度：，
因為，故採用不等肢角鋼，長肢相並，使。
設，查q235鋼的穩定係數表，可得，則需要的截面積為
需要的迴轉半徑：
，根據需要a，，查角鋼規格表，選用2l906，肢背間距a=10mm,則
a=21.28,=2.79cm, =4.05 cm
按所選角鋼進行驗算：
滿足長細比要求。
由於，只需求。查表=0.740，則
故所選截面合適。
填板放兩塊，la=87.4cm < 40i=40×2.79=111.6cm。
其他桿件的計算結果列在下表：
相應斜桿的焊縫長度：
ab肢背8-160 肢尖6-110 ；bc肢背8-120 肢尖6-90
cd肢背8-100 肢尖6-120 ；de肢背5-80 肢尖5-80
ef肢背5-80 肢尖5-80 ; fg肢背5-80 肢尖5-80
填板：上下弦杆在節點之間各填乙個；復杆之間全部填2個；中間豎桿為三個。
六、節點設計
各桿件的內力由上表查得。
設計步驟：
由腹杆內力計算腹杆與節點板連線焊縫的尺寸，即和，然後根據的大小按比例繪出節點板的形狀和尺寸，最後驗算下弦杆與節點板的連線焊縫。
用e43焊條時，角焊縫的抗拉、抗壓和抗剪強度設計值 mpa
各桿件內力由上表查得
1. 下弦節點c
（1）斜桿bc與節點的連線焊縫計算：
設肢背與肢尖的焊角尺寸分別為8mm和6mm。所需焊縫長度為：
肢背：，取＝120mm
肢尖：，取＝90mm
（2） 斜桿cd與節點的連線焊縫計算：
設肢背與肢尖的焊角尺寸分別為8mm和6mm。所需焊縫長度為：
肢背：，取＝100mm
肢尖： =98.89+12=110.89mm，取＝120mm
（3）豎桿cc與節點板連線焊縫計算：
因其內力很小，焊縫尺寸可按構造確定，取焊腳尺寸=6mm。
根據上面求得的焊縫長度，並考慮桿件之間應有的間隙及製作和裝配等誤差，按比例繪出接點詳圖，從而確定節點板尺寸為300mm×400mm。
（4）下弦杆與節點板連線焊縫驗算：
焊縫受力為左右下弦杆的內力差△n=400.32-174.51=225.81kn，設肢尖與肢背的焊腳尺寸為6mm，所需焊縫長度為400mm,受力較大的肢背處的焊縫應力為：
<160mpa
（5）節點板尺寸：根據以上求得的焊縫長度，並考慮桿件之間應有的間隙和製作裝配誤差，按比列作出構造詳圖，從而定出節點尺寸。如圖所示：
2 .上弦節點b
（1）斜桿ab與節點板連線焊縫計算，與下弦節點b中bb杆計算相同。
n=-326.89kn
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