在跨度為18米的鋼結構屋架課程設計中,,我們首先確定了結構形式和材料選擇,。根據(jù)工程需求,選擇了焊接H型鋼作為主要承重構件,,并選用Q345B鋼材以確保足夠的強度和耐久性,。通過使用計算機輔助設計(CAD)軟件,對屋架的尺寸、形狀和連接方式進行了精確計算和模擬,,確保了設計的合理性和安全性,。我們還考慮了施工過程中的便利性和經(jīng)濟性,采用了便于吊裝和運輸?shù)慕Y構布局,,以降低施工難度和成本,。整個設計過程注重細節(jié)處理,確保了屋架結構的穩(wěn)固性和美觀性,。
以下是一個關于跨度18m的鋼結構屋架課程設計的基本框架:
一,、設計資料
- 建筑概況
- 跨度為18m,根據(jù)實際情況確定總長度(假設總長度為90m,,柱距6m),。
- 廠房內(nèi)若有吊車等設備需明確其參數(shù),例如假設設有兩臺300/50kN中級工作制橋式吊車,。
- 地區(qū)計算溫度高于 - 20°C,,無侵蝕性介質(zhì),地震設防烈度為6度,。
- 屋架下弦標高為18m,,兩端鉸支在鋼筋混凝土柱上,混凝土柱上柱截面尺寸為400x400mm,,混凝土強度等級為C30,。
- 屋面情況
- 屋面坡度。
- 屋面構造層荷載標準值,,如三氈四油(上鋪綠豆砂)防水層,、120mm厚珍珠巖()的保溫層、20mm厚水泥砂漿找平層等,。
- 荷載取值:
- 屋架及支撐自重:(為屋架跨度,,以為單位,為屋架及支撐自重,,以),。
- 屋面活荷載與雪荷載不同時考慮,取兩者較大值(例如屋面活荷載標準值為,,雪荷載標準值為),。
- 材料選擇
- 屋架采用的鋼材為Q235B,焊條為E43型,。
二,、屋架形式及幾何尺寸
- 屋架形式
- 采用梯形鋼屋架,這種屋架形式適用于較大跨度且屋面坡度較緩的情況,,受力性能較好,。
- 幾何尺寸確定
- 根據(jù)跨度,屋架端部高度(可根據(jù)經(jīng)驗或相關規(guī)范初步確定),,屋架中部高度,。
三,、荷載計算
- 永久荷載
- 屋架及支撐自重根據(jù)公式計算。
- 屋面各構造層荷載根據(jù)其材料和厚度計算,。
- 永久荷載為屋架及支撐自重與屋面各構造層荷載之和,。
- 可變荷載
- 屋面活荷載或雪荷載,取較大值,。
- 根據(jù)荷載組合要求,,計算最不利荷載組合下的節(jié)點荷載,例如對于以永久荷載為主要荷載組合時,,(假設按照此荷載組合公式),。
四、內(nèi)力計算
- 桿件內(nèi)力系數(shù)確定
- 根據(jù)屋架的形式,、幾何尺寸及荷載情況確定內(nèi)力系數(shù)(可參考相關手冊或資料),。
- 各桿件內(nèi)力計算
- 根據(jù)節(jié)點荷載和內(nèi)力系數(shù)計算各桿件內(nèi)力值,例如某桿件內(nèi)力內(nèi)力系數(shù),。
五,、桿件截面選擇
- 上弦桿
- 根據(jù)上弦桿的內(nèi)力大小、計算長度(屋架平面內(nèi)和平面外)等因素選擇合適的截面,。例如可以先根據(jù)內(nèi)力初步估算所需的截面面積,,再從型鋼表中選擇合適的雙角鋼截面(如2L100x80x6,長肢水平),,然后進行強度,、穩(wěn)定等驗算。
- 強度驗算:(為桿件內(nèi)力,,為凈截面面積,,為鋼材的強度設計值)。
- 穩(wěn)定驗算:根據(jù)桿件的長細比查穩(wěn)定系數(shù),,然后驗算(為毛截面面積),。
- 下弦桿
- 同樣根據(jù)內(nèi)力大小,、計算長度選擇截面并進行強度,、穩(wěn)定驗算,下弦桿可能采用與上弦桿相同或不同的截面形式,。
- 腹桿
- 腹桿包括斜桿和豎桿,,分別根據(jù)各自的內(nèi)力情況進行截面選擇和驗算。對于內(nèi)力較小的腹桿,,可以選擇較小規(guī)格的角鋼截面,。
六、節(jié)點設計
- 節(jié)點板厚度確定
- 根據(jù)腹桿最大內(nèi)力選用節(jié)點板厚度(如腹桿內(nèi)力較大時選用8mm厚的節(jié)點板),。
- 節(jié)點連接計算
- 對于上弦桿與節(jié)點板的連接,、下弦桿與節(jié)點板的連接以及腹桿與節(jié)點板的連接,,分別計算焊縫長度、焊縫高度等參數(shù),,確保連接的強度滿足要求,。
- 例如對于角焊縫連接,根據(jù)