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1、、设计资料 1、某工厂车间，采用梯形钢屋架无檩屋盖方案，厂房跨度取27m，长度为 102m，柱距 6m。采用 1.5m 6m 预应力钢筋混凝土大型屋面板，保温层、找平 层及防水层自重标准值为1.3kN/m 2。屋面活荷载标准值为 0.5kN/m 2，雪荷载标 准值 0.5kN/m 2，积灰荷载标准值为 0.6kN/m 2，轴线处屋架端高为 1.90m，屋面坡 度为 i=1/12，屋架铰接支承在钢筋混凝土柱上，上柱截面400mm400mm，混 凝土标号为 C25。钢材采用 Q235B级，焊条采用 E43 型。 2、屋架计算跨度： Lo=27m20.15m=26.7m 3、跨中及端部高度： 端部高
2、度： h=1900mm （端部轴线处），h=1915mm （端部计算处）。 屋架中间高度 h=3025mm。 二、结构形式与布置 屋架形式及几何尺寸如图一所示: 2、荷载组合 设计桁架时，应考虑以下三种组合： 全跨永久荷载 +全跨可变荷载(按永久荷载为主控制的组合) ：全跨节点荷 载设计值：F=(1.353.12+1.4 0.70.5+1.40.90.6) 1.56 =49.122kN 图三桁架计算简图 本设计采用程序计算结构在单位节点力作用下各杆件的内力系数，见表一。 杆件名称 内力系数（ F=1）第一种组 合 F 第二种组合第三种组合计算杆件 全跨左半跨 右半跨F1F1 F3 F3 内力（
3、 KN) +F2+F2+F4+F4 上 弦 AB 0 0 0 0 0 0 0 0 0 BC，CD -10.82 -8.15 -2.67 -531.50 -551.36 -456.42 -227.16 -109.78 -551.36 DE，EF -17.85 -12.87 -4.98 -876.83 -899.63 -762.94 -362.43 -193.42 -899.63 FG， GH -21.55 -14.66 -6.89 -1058.58 -1070.90 -936.29 -418.75 -252.32 -1070.90 HJ -22.72 -14.23 -8.49 -1116.05
4、-1107.80 -1008.36 -415.23 -292.28 -1116.05 IJ，JK -23.2 -14.72 -8.48 -1139.63 -1134.49 -1026.38 -428.05 -294.39 -1139.63 下 弦 ab 5.99 4.59 1.4 294.24 306.59 251.32 127.43 59.10 306.59 bc 14.77 10.89 3.88 725.53 748.57 627.12 305.05 154.89 748.57 cd 19.99 14.03 5.96 981.95 1000.85 861.04 397.67 224.81
5、1000.85 de 22.34 14.64 7.7 1097.39 1100.50 980.27 422.16 273.51 1100.50 ef 21.86 12.04 9.82 1073.81 1037.26 998.80 364.14 316.58 1073.81 斜 腹 杆 aB -11.23 -8.6 -2.63 -551.64 -574.70 -471.27 -238.79 -110.91 -574.7 Bb 8.99 6.62 2.37 441.61 455.48 381.85 185.49 94.46 455.48 bD -7.71 -5.37 -2.34 -378.73 -
6、385.31 -332.81 -152.50 -87.59 -385.31 Dc 5.85 3.74 2.11 287.36 286.56 258.32 108.54 73.63 287.36 cF -4.59 -2.52 -2.07 -225.47 -217.66 -209.86 -76.29 -66.65 -225.47 Fd 3.1 1.21 1.89 152.28 138.48 150.26 40.98 55.55 152.28 dH -1.92 -0.07 -1.85 -94.31 -74.00 -104.83 -10.83 -48.96 -104.83 He 0.67 -1.02
7、1.69 32.91 7.73 54.68 -18.59 39.46 54.68 -18.59 四、杆件截面设计 1、上弦杆： 整个上弦杆采用相等截面，按最大设计内力IJ、JK 计算，根据表得： N= -1139.63KN，屋架平面内计算长度为节间轴线长度，即： ox l=1355mm,本屋 架为无檩体系，认为大型屋面板只起刚性系杆作用，不起支撑作用，根据支撑布 置和内力变化情况，取屋架平面外计算长度 oy l为支撑点间的距离，即： oy l=3 ox l=4065mm。根据屋架平面外上弦杆的计算长度，上弦截面宜选用两个不 等肢角钢，且短肢相并，如图四所示： 图四上弦杆 腹杆最大内力N=-57
8、4.7KN，查表可知，中间节点板厚度取12mm，支座节点板 厚度取 14mm。设=60，根据规范由双边角钢组成的T 行和十字形截面均 属于 b 类，查 Q235 钢轴心受力稳定系数表，=0.807， eg 1.18 3.22 -2.04 57.96 100.52 9.39 74.71 -37.96 100.52 -37.96 gK 1.91 3.95 -2.04 93.82 140.84 37.06 93.89 -34.41 140.84 -34.41 gI 0.67 0.67 0 32.91 37.01 25.40 17.61 3.26 37.01 竖 杆 Aa -0.5 -0.5 0 -2
9、4.56 -27.62 -18.95 -13.14 -2.43 -27.62 Cb Ec -1 -1 0 -49.12 -55.23 -37.91 -26.28 -4.86 -55.23 Gd -1 -1 0 -49.12 -55.23 -37.91 -26.28 -4.86 -55.23 Jg -1 -1 0 -49.12 -55.23 -37.91 -26.28 -4.86 -55.23 Ie -1.5 -1.5 0 -73.68 -82.85 -56.86 -39.42 -7.29 -82.85 Kf 0 0 0 0 0 0 0 0 0 则需要截面积： 2 3 3.6568 215807
10、.0 1063.1139 mm f N A 需要回转半径cm cml i ox x26.2 60 5.135 ，cm l i oy y78.6 60 5.406 根据 A、 x i、 y i查角钢规格表，初选用218011012，肢背间距 a=12mm， 该截面特性如下： A=67.42 2 cm， x i=3.10cm ， y i=8.75cm。1512/180/ 1 tb 按所选角钢进行验算： 71.43 10.3 135.5 ox x x i l =150 1512/180/ 1 tb65.12180/406556.0/56.01bloy ) 1 8 07 .52 124065 1( 1
11、2 180 7.3) 7.52 1 (7 .3 4 22 4 1 2 2 1 b tl t boy yz =57.89150 截面在 x 和 y 平面皆属 b 类，由于 yzx，只需求出y，查轴心受压杆稳定 系数表得 y0.819, 则有: 45.206 6740819.0 1139630 A N y 2 215N mm 所需截面合适。 2 、下弦杆 : 整个下弦杆采用同一截面，按最大设计值计算，根据表得杆de 内力最大 N=1100.50KN。计算长度又有 : ox l=2700mm, yo l=26700/2=13350mm。 需要截面面积 22 19.51mm60.5118 215 11
12、00500N Acm f ，选用 2160 100 12，采用短肢相并，如图五所示： 图五下弦杆 该截面特性如下： A= 6011 2 mm 5118.60 2 mm ， xi =28.2mm， yi =78.2mm。 长细比计算：35038.106 82.2 300 i lox x x 35072.170 82.7 1335 i loy y y aaMP215MP08.183 6011 1100500 A N 满足要求。 3、端斜杆 aB： 已知杆件轴力 N-574.70kN ， oyox ll2390mm 。因为 oyox ll，故采用不等肢角 钢，长肢相并，使 x i y i，选用角钢
13、2 125 80 10 ，如图六所示： 图六端斜杆 则其截面特性如下： A3942 2 mm ， xi 39.8mm ， y i33.9mm 对该截面验算如下：05.60 39.8 2390 i lox x x ，50.70 9.33 2390 i l oy y y 又因为：34.1480/239048. 0810/80/ 2 tb 所以：取15033.79 102390 9009.1 150.70 09.1 1 22 4 22 0 4 2 tl b y yyz 因为： yzx ，只需求 y，查轴心受压杆稳定系数表得yz=0.692，于是有： 68.210 3942692.0 1070.574
14、 3 A N y N/ 2 mm 264.37 2=528.74 。 上弦肢尖与节点板的连接焊缝，应按上弦内力的15%计算。设肢尖焊缝 f h10mm，节 点 板 长 度 为 600mm， 则节点 一侧 弦 杆 焊 缝 的 计 算长 度为 mmlw270)20102/600(，则焊缝应力为： MPa N f 22.45 270010.72 11396300.15 MPaMPa M f 16040.80 270010.72 8011396300.156 2 MPa160MPa92.7922.45) 22.1 4.80 ( 2222 f f f ）（ 故满足要求。 节点板尺寸如图十一所示： 图十一
15、节点板 K 尺寸 4 、端部支座节点“ a“：如图十二所示： 图十二支座节点 a 为便于施焊，下弦角钢水平肢的底面与支座底板的距离一般不小于下弦伸出 肢的宽度，故可取为160mm。在节点中心线上设置加劲肋，加劲肋的高度与节 点板的高度相同，厚度同端部节点板为14mm。 （1） 支座底板计算： 支座反力 R=491.2KN，混凝土强度 C25， 2 /5 .12mmNfc，所需底板净面积为： 2 39296 5 .12 491200 mmAn 锚栓直径取 d=25mm，锚栓孔直径为 50mm，则所需底板面积： 59.452 4 514.3 54296.392 2 on AAA 按构造要求取底板面
16、积为： 22 59.4529003030cmcmba，垫板采用 5050 12，孔径为 26mm， 实际底板净面积为： n A =961- 2 3.145 245 4 =901.38 2 cm 底板实际应力： 2 /69.8 56538 491200 mmNq 22 1 (141.2/2)(141.4/ 2)18.9acm 1 1 3. 4 1 3. 39. 4 3 1 8. 9 bc m 1 1 9.43 0.5 18.9 b a ，查表得：=0.058，则： 2 1 aMq=0.058 8.69 2 189 =18004 2 /Nmm 所需底板厚度mmfMt96.22205/180046/
17、6, 取 t=24mm，则底板尺寸 为：310 310 24。 （2）加劲肋与节点板的连接焊缝计算： 一个加劲肋的连接焊缝所承受的内力取为： KN R V8.122 4 2 .491 4 cmKNVeM2.7985 .68 .122 加劲肋高度、厚度取与中间节点板相同，设焊缝尺寸为6mm，验算焊缝应力如 下 22 22 2 2 2 /1 6 0/3.3789.2091.30 22.147367 .02 651228006 47367 .02 122800 mmNmmN （3）节点板，加劲肋与底板的连接焊缝计算： 设底板连接焊缝传递全部支座反力R=491200N， f h =8mm，则实际焊缝长度为： mmlw148)1620110(2 焊缝设计应力为： 22 /2.19516022.1/08.74 414887 .0 2/491200 mmNmmN f 故满足要求。 您好，欢迎您阅读我的文章，本WORD文档可编辑修改，也可以直接打印。阅读过后，希望您提出保贵的意见或建议。阅读和学习是一种非常好的习惯，坚持下去，让我们共同进步。