]24米跨梯形钢屋架课程设计计算书要点.pdf

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1、钢 结 构 课 程 设 计 第页 某 24 米跨梯形屋架设计 一、设计资料 某车间跨度24 米，长度192 米，柱距6 米。车间内设有两台20/5T 中级工作制吊车。计算 温度高于 -20，地震设防烈度为7 度。采用 3.06m 预应力钢筋混凝土大型屋面板，8cm 厚泡沫 混凝土保温层，卷材屋面，屋面坡度为i=1/10。雪荷载为0.4KN/m 2，积灰荷载为 0.75KN/m 2。屋 架简支于钢筋混凝土柱上，上柱截面为400400，混凝土标号为C20。要求设计屋架并绘制屋架 施图。 二、屋架形式、尺寸、材料选择及支撑布置 本例题为无檩屋盖方案，i=1/10 ，采用平坡梯形屋架。屋架计算跨度为L

2、0=L-300=23700mm ， 端部高度取H0=1990mm ，中部高度取H=2790mm （为L0/8.5 ）, 屋架杆件几何长度见附图1（跨中起 拱按 L/500 考虑）。根据建造地区的计算温度和荷载性质，钢材选用Q235-B。焊条采用E43 型， 手工焊。根据车间长度、屋架跨度和荷载情况，设置上、下、弦横向水平支撑、垂直支撑和系杆， 见附图 2。因连接孔和连接零件上的区别图中给出了W1 、W2和 W3等三种编号。 附图 1：屋架杆件几何长度及设计内力 钢 结 构 课 程 设 计 第页 附图 2：屋面支撑布置图 三、荷载和内力计算 1、荷载计算： 二毡三油上铺小石子0.35 KN/m

3、2 找平层（ 2cm 厚）0.40 KN/m 2 泡沫混凝土保温层（8cm 厚）0.50 KN/m 2 预应力混凝土大型屋面板（含灌缝）1.40 KN/m 2 悬挂管道0.10 KN/m 2 屋架和支撑自重（0.12 +0.011L） =0.12+0.01124=0.384 KN/m 2 恒载总和3.134 KN/m 2 活荷载（或雪荷载）0.50 KN/m 2 积灰荷载0.75 KN/m 2 由于屋面坡度不大，对荷载的影响较小，未予考虑。风荷载为吸力，重屋盖可不考虑。 2、荷载组合 一般考虑全跨荷载，对跨中部分斜杆（一般为跨中每侧各两根斜腹杆）可考虑半跨组合，本 例题在计算杆件截面时，将这些

4、腹杆均按压杆控制长细比，不必考虑半跨荷载作用情况，只计算 全跨满载时的杆件内力。 节点荷载： 组合一： Fd=(1.23.134+1.4 0.4+1.4 0.9 0.75 ) 63.0=94.78KN 组合二： Fd=(1.353.134+1.4 0.7 0.4+1.4 0.9 0.75 ) 63.0=100.22KN 节点荷载取100.22KN，支座反力 Rd=4Fd=4100.22=400.9KN 3、内力计算 用图解法或数解法均可计算出全跨荷载作用下，屋架的杆件内力。其内力设计值见附图1。 四、截面选择 腹杆最大轴力为574.56KN ，查表 8.4，选用中间节点板厚t=8mm，支座节点

5、板厚t=10mm。 1、上弦 整个上弦不改变截面，按最大内力计算。 Nmax=-738.92KN ， lox=301.5cm，loy=301.5cm (l1取两块屋面板宽度 )。 选用 2L14010，A=54.7cm 2 ， x i=4.34cm， y i=6.05cm 钢 结 构 课 程 设 计 第页 5.69 34.4 5 .301 0 x x x i l 8.49 05.6 5.3010 y y y i l 由于5.1758.014 1 14 b l t by 所以1508.59 15.301 14475.0 18 .49 475.0 1 22 4 22 0 4 tl b y yyz

6、由 yz查 b 类截面的 754.0 yz f mm N A N 2 2 3 2 .179 107.54754.0 1092.783 填板每节间放一块（满足 1 l范围内不少于两块） cmila4 .17231.440404.75 2 8.150 2、下弦 整个下弦也不改变截面，按最大内力计算。 Nmax=759.46KN ，lox=600.0cm，loy=600cm ，连接支撑的螺栓孔中心至节点板边缘的距离约为 100mm（de 节间） ，可不考虑螺栓孔的削弱。 选用 2L18011010（短肢相并） ，A=56.8cm 2， x i=3.13cm， y i=8.56cm 2507 .191

7、 13. 3 600 0 x x x i l 2501.70 56. 8 6000 y y y i l f mm N A N 2 2 3 7.133 108 .56 1046.759 填板每节间放一块 cmila4648 .58080300 2 600 3、腹杆 杆件 A-F、C-G： NAF=-50.2KN ，lox=161.2cm，loy=201.5cm ; NCG =100.22KN ，lox =208cm，loy =260cm。 由于内力较小，可按长细比选择截面，按内力较大者计算。 钢 结 构 课 程 设 计 第页 选 2L63 6, A=14.58cm 2， x i=1.93cm，

8、y i=2.91cm 1503.89 91. 2 2600 y y y i l 1508.107 93. 1 208 0 y x x i l 由于9.23 3 .6 26058.0 58.05.10 6 .0 3.6 b l t by 所以15092 6.0260 3.6475.0 13 .89 475.0 1 22 4 22 0 4 tl b y yyz 由 yz查 b 类截面的 74.0 yz f mm N A N 2 2 3 8.135 1058.14506.0 1022.100 填板放两块 cmila6.7794.140401 .67 3 5.201 杆件 E-H： N=46.8KN

9、该杆件内力较小，按长细比控制截面。为了便于连接垂直支撑，截面采用十字行截面。 lo =0.9320=288cm 选用 2L10010 , A=38.52 cm 2， x i3.84 。 15075 84.3 288 0 0 0 i l x 杆件 B-F： N=-574.56KN ，lox=366.3cm，loy=366.3cm。 选用 2L18011010（长肢相并） ，A=56.8cm 2 ， x i=5.81cm， y i=4.23cm 1500.63 81.5 3.366 0 x x x i l 1506.86 23.4 3.3660 y y y i l 由于0.16 11 3.3664

10、8.0 48.011 1 11 2 0 2 b l t by ， 故 1509.96 13.366 3.609.1 16.86 09.1 1 22 4 22 0 4 2 tl b y yyz 钢 结 构 课 程 设 计 第页 由 yz查表得 576.0 yz ， f mm N A N 2 2 3 6.175 108.56576.0 1056.574 填板放两块 cmila2.12513.340401.122 3 3 .366 。 杆件 B-G： N=301.06KN ，lox=302.4cm，loy=378cm。 选用 2L636，A=14.58cm 2， x i=1.93cm， y i=2.

11、91cm 2507.156 93.1 4 .302 0 x x x i l 2509.129 91. 2 3780 y y y i l f mm N A N 2 2 3 5 .206 1058.14 1006.301 填板放两块 cmila2.15594.18080126 3 378 。 杆件 D-G、D-H ： N=-119.36KN ，lox=333.6cm，loy=417.3cm。 选用 2L806，A=18.8cm 2， x i=2.47cm， y i=3.58cm 1501 .135 47.2 6 .333 0 x x x i l 1506.11658. 3 0 y y y i l

12、由于3.30 8 3.41758.0 58.03 .13 6 .0 80 b l t by ， 故 1502 .120 6.03.417 8475.0 16.116 475.0 1 22 4 22 0 4 tl b y yyz 由 yz查表得 361.0 yz （ b 类截面） 钢 结 构 课 程 设 计 第页 f mm N A N x 2 2 3 176 108.18361.0 1036.119 填板四块 cmila8.9847.240404.83 5 417 屋架杆件截面选用表表一 杆 件 名 称 杆 件 号 内力设 计值 N(KN) 计算长度 (m) 选用截面 截面积 A(cm 2) 计

13、算应力 （N/mm2） 容许 长细 比 杆件端部的 角钢肢背和 肢尖焊缝 （mm） 填板 数 l0x l0y 上 弦 杆 A-B D-E -738.92 301.5 301.5 2L1401054.7 179.2 150 2 下 弦 杆 G-H 759.46 600 600 2L180 11010 56.8 133.7 250 1 腹 杆 A-F-50.12 161.2 201.5 2L636 14.58 67.9 150 2 C-G-100.22 208 260 2L63614.58 135.8 150 2 E-H 46.8 288 288 2L1001038.52 1.62 200 4 B

14、-F -574.56 366.3 366.3 2L180 11010 56.8 175.6 150 2 B-G 301.06 302.4 378 2L63614.58 206.5 250 2 D-G-59.68 333.6 417.3 2L80618.8 176 150 4 D-H -16.84 333.6 417.3 2L80618.8 49.6 150 4 五、节点设计 1、下弦节点“G” 先计算腹板与节点板的连接焊缝：B-G 杆肢背及肢尖焊脚尺寸分别取hf1=8mm， hf2=6mm， 则所需焊缝长度： 钢 结 构 课 程 设 计 第页 肢背：mml w 12816 16087. 02

15、106.301 3 2 3 1 用 140mm 肢尖： mml w 8612 16067. 02 106 .301 3 13 1 用 100mm 腹杆 C-G 和 D-G 杆件的内力较小，焊缝按构造采用，肢背：hf1=6mm, lw1取 80mm 肢尖： hf2=6mm, lw2取 80mm 其次验算下弦杆与节点板的连接焊缝，内力差N=NGH-NFG=759.46-434.66=342.8KN 。由斜 腹杆焊缝决定的节点板尺寸，量得实际节点板长度为63cm，肢背及肢尖焊脚尺寸均取为6mm， 则计算长度lw=63-1.2=61.8cm 。肢背焊缝应力为： 22 3 /160/0.44 61867

16、.02 108 .342 3 2 mmNfmmN w f 2、上弦“ B”节点（见附图4） 同样先计算腹杆B-F、B-G 的杆端焊缝，方法同上。由腹杆焊缝决定的节点板尺寸，实际量 得节点板长度为81cm。现验算上弦与节点板的连接焊缝：节点板缩进8mm，肢背采用塞焊缝， 附图 3 下弦“ G”节点 钢 结 构 课 程 设 计 第页 承受节点荷载F=100.22KN ，hf=t/2=4mm，lw1=81-0.8=80.2cm w ff fmmN 2 3 /88.14 80267.02 1022.100 肢尖焊缝承担弦杆内力差N=NBC-NAB=676.98-0=676.98KN ，偏心距 e=10

17、-2.8=7.2cm ，偏心 力矩 M=Ne=676.987.2=4874KN cm，采用 hf2=10mm，lw2=81-2=79cm ，则 对N： 2 3 /1 .9 790107 .02 1022.100 mmN f 对M ： 2 2 4 /5.33 790107.02 1048746 mmN f 22 2 2 2 /1609.281. 9 22.1 5.33 mmNf w ff f f 3、屋脊“ E”节点（附图5） 计算腹杆与节点板的连接焊缝： E-H杆件内力较小，按构造设置焊缝，即取hf1=6mm， hf2=6mm, lw1=80mm, lw2=80mm。 附图 4 上弦“ B”节

18、点 钢 结 构 课 程 设 计 第页 验算弦杆和节点板的连接焊缝：由腹杆焊缝决定的节点板尺寸，实际量得节点板长度为 40cm。节点板缩进8mm，肢背采用塞焊缝，节点竖向集中荷载KNF1.50 2 22.100 , hf =t/2=4mm ，lw1=40-0.8cm。 w ff fmmN 2 3 /37.22 40047 .02 101.50 肢尖焊缝内力差N=0, 可按构造要求设置焊缝。 拼接计算：拼接角钢采用与弦杆截面相同的2L10012，焊脚尺寸hf取 8mm ，则拼接角钢 除到角外，竖肢需切去=t+hf+5=12+8=5=25mm ，按上弦坡度热弯。拼接角钢与上弦连接焊缝在 接头一侧的总

19、长度 mm fh N l w ff w 824 16087.0 1092.738 7.0 3 共四条焊缝，认为平均受力，每条焊缝实际长度为 mml w 22282 4 824 拼接角钢总长度为 mmll w 454102222102 取拼接角钢长度为600mm。 4、支座节点“F” （附图 6） 附图 5 屋脊节点“ E” 钢 结 构 课 程 设 计 第页 、腹杆杆端焊缝计： B-F 杆由前面计算结果取肢背及肢尖角焊缝尺寸分别为：hf1=8mm， hf2=6mm, lw1=220mm, lw2=170mm。 A-F 杆件内力较小，按构造设置焊缝，即肢背及肢尖角焊缝尺寸均为6mm，焊缝长度为 l

20、w=80mm。 验算弦杆焊缝：由腹杆焊缝决定的节点板尺寸，实际量得节点板长度为42 cm。肢背及肢 尖焊角尺寸均取为8mm，则计算长度lw1= 42-1.6=40.4cm 。肢背焊缝应力为： w ff fmmN 2 3 /05.13 45367 .02 105.49 、底板计算 支反力 Rd=400.9KN ，fc=10N/mm 2，所需底板净面积： 22 3 9 .40040090 10 109.400 cmmmAn 取锚栓直径d=24mm，锚栓孔直径为50mm，则所需底板面积为： 2 2 0 5.470 4 514.3 5529.400cmAAA n 按构造要求采用底板面积为ab=2626

21、=676470.5cm 2，底板净面积为： 2 2 4.606 4 514.3 552676cmAn 垫板采用10020100，孔径 26mm。底板实际应力为： 2 2 3 /61.6 104 .606 109 .400 mmNq cma7.17 2 1 13 2 8 .0 13 22 1 cmb37.10 7.17 6 .13 5.13 1 6.0 7 .17 37.10 1 1 a b ，查表 5.8，072.0，则 mmNaqM1491017761.6072.0 22 1 所需底板厚度 mm f M t4 .20 215 1491066 用t=24mm，底板尺寸为-28024280。 钢

22、 结 构 课 程 设 计 第页 、加劲肋与节点板连接焊缝计算 一 个 加 劲 肋 的 连 接 焊 缝 所 承 受 的 内 力 为KN R V2.100 4 9.400 4 ， cmKNeVM3 .651 4 26 2.100，加劲肋高度低于A-F 杆下端 18mm，厚度取与中间节 点板相同为10mm。采用 hf=6mm，验算焊缝应力 对 V： 2 3 /3.2 1252567.02 102 .100 mmN f 对 M： 2 2 4 /7.17 1252567.02 103 .6516 mmN f 222 2 2 2 /160/1.313.2 22.1 7.17 mmMfmmN w ff f f 、节点板、加劲肋与底板的连接焊缝计算 取 hf=8mm，实际焊缝总长度： cmlw886)22126(2262 焊缝设计应力： w fff f3.81 88087 .0 109 .400 3 其余节点见施工图。 阅微阁 是广大书友最值得收藏的网络小说阅读网，网站收录了当前最火热的网络 钢 结 构 课 程 设 计 第页 小说，免费提供高质量的小说最新章节，是广大网络小说爱好者必备的小说阅读网。