1、專業：請 輸 入 專 業班級：土木0901學生姓名：蔣家順指導教師：王洪濤完成時間：2012-9-10請輸入論文標題目錄一、設計資料3二、結構形式及支撐布置3（1）桁架的形式及幾何尺寸3（2）桁架支撐布置3三、荷載計算5四、內力計算6五、桿件設計6（1）上弦桿7（2）下弦7（3）斜腹桿7六、節點設計9（1）下弦節點“C”9（2）上弦節點“B”10（3）屋脊節點“I”11一、設計資料哈爾濱郊區，某廠房跨度24m，總長90m，柱距6m，屋面坡度i1/10，屋架下弦標高為18m。簡支于鋼筋混凝土柱上，混凝土強度等級C30，上柱截面400×400mm，房內還設有橋式吊車2臺150/30t。采

2、用梯形鋼屋架，鋼材選用Q235B，焊條采用E43型。1.5×6m預應力鋼筋混凝土大型屋面板（1.4KN/m²）、鋪上70mm厚保溫層（0.7KN/m²) 、三氈四油上鋪綠豆砂防水層（0.4KN/m²）、一氈二油隔氣層（0.05 KN/m²） 、找平層2cm厚（0.3KN/m²） ；屋面荷載標準值0.7KN/m²，積灰荷載標準值0.9KN/m²，雪荷載標準值0.35KN/m²。要求設計屋架并繪制屋架施工圖。二、結構形式及支撐布置（1）桁架的形式及幾何尺寸本例題為無檁屋蓋方案，i=1/10，采用平坡梯形屋架。

3、屋架桿件幾何長度見附圖1（跨中起拱按L/500 考慮）。1. 屋架計算跨度L02400030023700mm；2. 端部高度取H=1990mm，3. 中部高度取H=3190mm。圖2.1 桁架形式及幾何尺寸（2）桁架支撐布置根據建造地區的計算溫度和荷載性質，鋼材選用Q235-B。焊條采用E43 型，手工焊。根據車間長度、屋架跨度和荷載情況，設置上、下、弦橫向水平支撐、垂直支撐和系桿，見附圖2。三、荷載計算標準永久荷載： 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 0.7KN/m² 一氈二油隔氣層 0.05KN/m

4、78; 水泥砂漿找平層 0.3KN/m²預應力混凝土屋面板 1.4KN/m²懸掛索道0.15 KN/m²屋架和支撐自重為0.120+0.011x24=0.384kN/m² _共 3.784kN/m²標準可變荷載：屋面活荷載0.7kN/m²積灰荷載0.9kN/m²_共 1.6kN/m²永久荷載設計值 1.35×3.784=5.1084KN/m²取5.0KN/m²（由永久荷載控制）可變荷載設計值 1.4×1.6×0.7=1.512KN/m²取1.50KN/m&

5、#178;考慮以下三種荷載組合組合一：全跨永久荷載+全跨可變荷載F（5.0+1.5）×1.5×6 = 58.5KN組合二：全跨永久荷載+半跨可變荷載F1=5.0×1.5×645.0kNF21.5×1.5×613.5kN組合三：全跨桁架、天窗架和支撐自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷載全跨節點桁架自重設計值：F3=0.384×1.5×63.46KN半跨節點屋面板自重及活荷載設計值：F4（1.4×1.35+0.7×1.4）×1.5×625.83KN四、內力計算荷載組合（1）計算簡

6、圖如圖4.1，荷載組合（2）計算簡圖如圖4.2，荷載組合（3）計算簡圖如圖4.3.圖 4.1 荷載組合（1）圖 4.2 荷載組合（2）圖 4.3 荷載組合4.3由電算先解得F=1的桁架各桿件的內力系數（F=1作用于全跨、走半跨和右半跨）。然后求出各種荷載情況下的內力進行組合，計算結果見附表1五、桿件設計按腹桿最大內力515.17KN,查表7.4，選中間節點板厚度為12mm，支座節點板厚度14mm。（1）上弦桿整個上弦桿采用等截面，按最大內力Nmax= -886.301KN計算。在屋架平面內：計算長度為節間軸線長度，即 l=l。=1508mm, l=3000mm；（l1取兩塊屋面板的寬度）。選用

7、2L140×10，A=54.74cm2, ix=4.34cm, iy=6.20cm,l/ i150.8/4.34=34.7<150l/ i=300/6.20=48.39<150雙角鋼T型截面繞對稱軸（y）軸按彎扭屈曲計算長細比b/t=14/1.2=11.6<0.58 l/b=0.58×300/14=12.4,故由=55.25得=0.826，則：=886.301×103/(0.826×54.74×102)=196N/ <f=215 N/ 填板每個節間放一塊，la=75.4cm<40i=40×4.34=173

8、.6cm。（2）下弦下弦也不改變截面，按最大內力計算。Nmax= 881.074KN，l=l。=300cm, l=1200mm；連接支撐的螺栓孔中心至節點板邊緣的距離約為100mm，可不考慮螺栓孔削弱。選用2L125×80×12（短肢相并），A=46.8 cm2, ix =2.24cm，iy =6.23cm。=300/2.24=13 <350=1200/6.23=193<350=881.074×103/46.8×102=188.3 N/ <f=215 N/ 填板每個節間放一塊la =300/2=150cm< 80 i=80

9、5;3.95=316cm（3）斜腹桿桿件B-a：N=-515.17KN，lox =loy =253.5cm選用2L125×80×10（長肢相連），A=39.4 cm2, ix =3.98cm，iy =3.39cm。（中間節點板厚度10mm）= l/ i=253.5/3.98=63.7 < =150 l/ i=253.5/3.39=74.8 < =150 b2/t=8/1.0=8 < 0.48 l/b2 = 0.48 ×253.5/8=15.21=（1+1.09b4/ l2t2)=74.8×（1+1.09×84/ 253.52&

10、#215;12)=80.0 >按b類查表得=0.688，則：=N/A=515.17×103/( 0.688×39.4×102)=190N/ < f=215N/ 填板放兩塊: la =253.5/3=84.5cm< 80 i=80×4.01=320.8cm桿件H-g：N=34.216KN，內力較小，按受壓長細比控制截面（跨中腹桿在半跨荷載作用下，內力變號）lox =loy =339.6cm選用2L75×5，A=7.41×2=14.82cm， i=2.32cm， i=3.43cm（中間節點板厚度10mm）。= l/ i=

11、339.6/2.32=146<=150 l/ i=339.6/3.43=99 <=150 =N/A=34.216 ×103/14.82×102=23N/ < f=215N/ 填板放三塊，la =339.6/4=84.9cm< 40 i=40×2.32=92.8cm。桿件G-g: N=-58.08KN， lox =231cm , loy=289cm，內力較小可按選擇截面。= l/=231/150=1.54cml/=289/150=1.93cm 選2L50×5，A=9.6 cm, i=1.53cm，i=2.53cm，填板放三塊，la

12、=289/4=72.2cm略大于40 i=40×1.53=61.2cm，但實際節點板寬度較大，故仍可夠用。其余各桿的截面選擇見下表。連接垂直支撐的中央豎桿采用十字形截面，其斜平面計算長度l0=0.9l,腹桿除支座豎桿A-a和支座斜桿B-a外,六、節點設計（1）下弦節點“C”先算腹桿與節點板的連接焊縫：B-a桿肢背及肢尖焊縫尺寸取，則所需焊縫長度（考慮起滅弧缺陷）：角鋼肢背所需焊縫長度，取210mm角鋼肢尖所需焊縫長度，取140mmB-c桿肢背及肢尖焊縫尺寸取，則所需焊縫長度（考慮起滅弧缺陷）：角鋼肢背所需焊縫長度，取180mm角鋼肢尖所需焊縫長度，取120mm桿件C-c，D-c的桿端

13、焊縫同理計算，其中C-c桿件內力較小，焊縫按構造采用。其次驗算下弦桿與節點板連接焊縫，內力差。按比例及角度繪制節點詳圖如下，由斜腹桿焊縫決定的節點板尺寸量得實際節點板長度是42cm，角焊縫計算長度=42-1.2=40.8cm，采用=6mm，肢背焊縫應力為： <滿足要求。（2）上弦節點“B”腹桿B-a、B-c的桿端焊縫計算從略。驗算上弦與節點板的連接焊縫：節點板縮進8mm, 肢背用塞焊縫承受節點荷載Q= 58.1KN。，由斜桿焊縫決定的節點板尺寸，量的節點板長度是：710mm，則焊縫的計算長度為。N/mm²<N/mm²肢尖焊縫承擔弦桿內力差,偏心距e=14-4=1

14、0cm，偏心距 采用 則:則焊縫強度為： < 200N/mm2（3）屋脊節點“I”腹桿桿端焊縫計算從略。弦桿與節點板連接焊縫受力不大，按構造要求決定焊縫尺寸，可不計算。只進行拼接角鋼計算：拼接角鋼采用與上弦相同的截面2L140×10，除倒棱外，豎直肢應切去,并按上弦坡度熱彎。拼接角鋼與上弦的焊縫在接頭一側總計算長度（設）共4條焊縫，認為平均受力，每條焊縫實際長度為：拼接角鋼所需長度為了保證并接節點處的剛度，取L=500mm。 底板計算底板承受屋架的支座反力Rd = 8Fd =464.8 kN.,柱采用C30混凝土， ，底板需凈面積為：錨栓直徑取d=20，錨栓孔直徑為40mm，則

15、所需底板面積：按構造要求采用底板面積為。墊板采用-100×100×20，孔徑26mm。實際底板凈面積: 底板承受的實際應力 節點板和加勁肋將底板分成四塊相同的兩相鄰邊支承板對角線長度a1=內角頂點到對角線的距離b1=13.3×13.4/18.9=9.43cm。 b1/a1=0.5，查表得兩相鄰邊支承板單位板寬的最大彎矩為M=qa²=0.056×6.29×189²=13843所需底板厚度為，取t=22mm，底板尺寸為-280×280×22。加勁肋與節點板的焊縫計算 一個加勁肋的連接焊縫所承受的內力取為M=V

16、e=116.2×6.65=773KNcm。加勁肋高度、厚度與節點板相同，取-459×140×12。采用，驗算焊縫應力：對V：對M： <160N/mm2節點板、加勁肋與底板的焊縫計算采用，實際焊縫總長度：焊縫設計應力:其余節點見施工圖。附表1桿件名稱 內力系數(F=1)第一種組合 F×第二種組合桿件計算內力（KN）全跨左半跨右半跨F1×+ F2×F1×+ F2×F3×+ F4×F3×+ F4×上弦桿AB0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

17、 0.000 0.000 0.000 BC；CD-8.720 -6.250 -2.470 -506.458 -343.772 -301.247 -167.859 -84.585 -506.458 DE;EF-13.530 -9.040 -4.490 -785.822 -526.001 -474.813 -245.965 -145.729 -785.822 FG;GH-15.260 -9.170 -6.090 -886.301 -581.716 -547.066 -254.815 -186.962 -886.301 HI-14.710 -7.380 -7.380 -854.357 -544.33

18、1 -544.331 -213.478 -213.478 -854.357 下弦桿ac4.730 3.480 1.250 274.718 187.483 162.395 93.030 43.903 274.718 ce11.530 8.000 3.530 669.662 451.581 401.293 216.134 117.660 669.662 eg14.650 9.340 5.310 850.872 564.499 519.162 256.449 167.668 850.872 gi15.170 8.440 6.730 881.074 570.681 551.444 238.421 20

19、0.750 881.074 腹桿A-a-0.500 -0.500 0.000 -29.040 -21.305 -15.680 -12.745 -1.730 -29.040 B-a-8.870 -6.530 -2.340 -515.170 -351.626 -304.488 -174.546 -82.240 -515.170 B-c6.880 4.760 2.120 399.590 269.307 239.607 128.668 70.508 339.590 C-c-1.000 -1.000 0.000 -58.080 -42.610 -31.360 -25.490 -3.460 -58.080

20、 D-c-5.440 -3.140 -2.030 -315.955 -205.923 -193.436 -87.997 -63.543 -315.955 D-e3.700 1.900 1.800 214.896 137.407 136.282 54.659 52.456 214.896 E-e-1.000 -1.000 0.000 -58.080 -42.610 -31.360 -25.490 -3.460 -58.080 F-e-2.460 0.710 -1.750 -142.877 -69.158 -96.833 7.130 -47.064 -142.877 F-g1.110 -0.450

21、 1.560 64.469 29.747 52.360 -6.073 38.207 64.469 G-g-1.000 -1.000 0.000 -58.080 -42.610 -31.360 -25.490 -3.460 -58.080 H-g0.020 1.550 -1.530 1.162 18.065 -16.585 34.216 -33.637 34.216 H-i-1.080 -2.470 1.390 -62.726 -61.656 -18.231 -58.151 26.885 -62.656 I-i0.0000.000 0.0000.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 附表2桿件名稱內力設計值計算長度（m）所用截面截面積A（cm2）計算應力(N/mm2)肢背和肢尖焊縫填板數LoxLoy上弦桿E-F-886.3011