班級： 土木工程學號姓名
一、設計資料
某廠房總長度90m，跨度根據不同的學號從附表中取，屋蓋體系可從以下所給的型別中選取。縱向柱距6m。
1.結構形式:鋼筋混凝土柱，梯形鋼屋架。柱的混凝土強度等級為c30，屋面坡度i=l/10；l為屋架跨度。地區計算溫度高於-200c，無侵蝕性介質，屋架下弦標高為18m。
2. 屋架形式及荷載:屋架形式、幾何尺寸及內力係數（節點荷載p=1.
0作用下桿件的內力）如附圖所示。屋架採用的鋼材、焊條為：同學用q235鋼，焊條為e43型；或用q345鋼，焊條為e50型。
二、屋架形式、尺寸、材料選擇及支撐布置：
所選跨度為24m，積灰荷載1.2，保溫層0.65 kn/m2
鋼材採用q235。其設計強度為215kn/㎡,焊條採用e43型，手工焊接。。
屋架的計算跨度l。=24000-2×150=23700，端部高度：h=1990mm(軸線處)，h=2140(計算跨度處)。
屋架形式及幾何尺寸見圖一所示：
圖一三、荷載與內力計算：
1、荷載計算：
活荷載於雪荷載不會同時出現，故取兩者較大的活荷載計算。
永久荷載標準值：
三氈四油（上鋪綠豆砂）防水層0.4kn/m2
水泥砂漿找平層0.4kn/m2
保溫層0.65 kn/m2
一氈二油隔氣層0.05kn/m2
水泥砂漿找平層0.3kn/m2
預應力混凝土屋面板1.45kn/m2
總計：3.25 kn/㎡
可變荷載標準值：
施工活荷載標準值為0.7kn/m2，雪荷載的基本雪壓標準值為s0=0.35kn/m2
雪荷載＜屋面活荷載（取兩者較大值）0.7kn/㎡
積灰荷載1.2kn/㎡（學號700）
總計：1.9 kn/㎡
永久荷載設計值 1.2×3.25 kn/㎡=3.9kn/㎡
可變荷載設計值 1.4×1.9 kn/㎡=2.66kn/㎡
屋面坡度不大，對荷載影響較小，未予考慮。風荷載對屋面為吸引力，重屋蓋可不考慮。
2、荷載組合：
一般考慮全誇荷載，對跨中的部分細桿可以考慮半跨荷載，因為本設計在設計桿件截面時，將跨度**每側各兩根斜復杆均按壓杆控制其長細比，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。
組合： 全跨永久荷載+全跨可變荷載
屋架上弦荷載p=(3.9kn/㎡+2.66kn/㎡) ×1.5×6=59.04kn
3、內力計算：
內力設計值如下圖所示：
h . 24公尺跨屋架全跨單位荷載作用下各桿件的內力值
四、桿件截面設計：
腹杆最大內力n=-523.68kn，由鋼結構教科書p189表7.4可知：中間節點板厚度可取12mm,支座節點板厚可取14mm。
1、 上弦杆
整個上弦杆採用同一截面，按最大內力計算，n=-900.95kn。
計算長度：屋架平面內取節點軸線長度 lox=150.8cm。
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點長度loy=300cm。
因：2lox=loy 選用2l140*12，
需要截面積==65cm
需要迴轉半徑ix=4.31cm
需要迴轉半徑iy=6.23cm
按所選角鋼進行驗算：
由於/t=14/1.2=11.7<0.58×300/14=12.4
所以應該按照計算
則=48.2*（1+）=55>
填板每個節間放一塊（滿足l1範圍內不少於兩塊），=75.4cm<40i=40*4.31=172.4cm
2、下弦杆
整個下弦杆採用同一截面，按最大內力計算，n=895.64kn。
計算長度：屋架平面內取節點間軸線長度 lox=1500mm。
屋架平面外根據支撐布置，取 loy=12000mm。
計算需要淨截面面積==
選用2l125×80×12(短肢相並)，a=4680,=2.24cm, =6.15cm
按所選角鋼進行驗算：取=a
(若螺栓孔中心至節點板邊緣距離大於100mm，則不計截面削弱影響)
3、 端斜桿ba
已知n=-523.6kn
因為故採用等肢角鋼，使=
a=3860,=3.05cm, =4.52cm。
截面剛度和穩定驗算：
由於 b/t=10/1.0=10
=0.6792
所選截面合適。
填板放兩塊，
4、斜桿bc
已知：n=406.2kn
計算長度：屋架平面內取節點間軸線長度 lox=
屋架平面外根據支撐布置，取 loy=2608mm。
a=1880,=2.47cm, =3.65cm。
填板放兩塊，
5、 斜桿dc
已知：n=-321.18kn
計算長度：屋架平面內取節點間軸線長度 lox=
屋架平面外根據支撐布置，取 loy=263cm。
a=1374,=2.16cm, =3.24cm。
填板放兩塊，
6、 中豎桿je
已知：n=0kn
中豎桿選用2l70×5的角鋼，並採用十字形截面，見圖10：
滿足要求。
填板放五塊，
其餘各桿截面選擇過程不一一列出，計算結果見表二：
五、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
各桿件內力由表二查得，最小焊縫長度不應小於8和40mm。
1、下弦節點b 見圖11
(1)斜桿bb與節點的連線焊縫計算：
n=382.04kn
設肢背與肢尖的焊角尺寸分別為6mm和5mm，所需焊縫長度為：
肢背： 取=200mm
肢尖： 取=150mm
（2）斜桿db與節點的連線焊縫計算：
n=318.68kn
設肢背與肢尖的焊角尺寸分別為6mm和5mm，所需焊縫長度為：
肢背： 取=180mm
肢尖： 取=120mm
（3）斜桿cb與節點的連線焊縫計算：
n=46.93kn
因其內力很小，焊縫尺寸可按構造確定，取焊角尺寸
焊縫長度≥40mm 取=60mm。
（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
△n=621.27-254.58=369.29kn;
設肢背與肢尖的焊角尺寸分別為6mm，所需焊縫長度為：
肢背： 取=200mm
肢尖： 取=120mm
（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等誤差，按比例做出構造詳圖，從而定出節點尺寸，如圖12所示：
1、 上弦節點b 見圖13
（1）斜桿bb與節點板連線焊縫的計算：
n=382.04kn
設肢背與肢尖的焊角尺寸分別為6mm和5mm，所需焊縫長度為：
肢背： 取=200mm
肢尖： 取=150mm
（2）斜桿ba與節點板連線焊縫的計算：
n=473.09kn
設肢背與肢尖的焊角尺寸分別為10mm和6mm，所需焊縫長度為：
肢背： 取=180mm
肢尖： 取=150mm
（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的上肢背可縮排8mm，用槽焊縫將上弦角鋼和節點板連線起來。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p與上弦垂直。
假定集中荷載p由槽焊縫承受，p=46.9332kn，焊角尺寸為5mm。
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