钢结构屋架设计计算书(优质特享)

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钢结构梯形屋架课程设计计算书

钢结构梯形屋架课程设计计算书

2、屋架形式和几何尺寸屋面材料为大型屋面板,故采用无檩体系平破梯形屋架。

屋面坡度 i=1/10;屋架计算跨度L 0=24000-300=23700mm ;端部高度取H=1990mm ,中部高度取H=3190mm (为L 0/7.4)。

屋架几何尺寸如图1所示:1990135022902590289031902608285931193370253528593129339615091508150Aac egIB CD FG H I 15008=12000×150815081508150815081508起拱50图1:24米跨屋架几何尺寸三、支撑布置由于房屋长度有60米,故在房屋两端及中间设置上、下横向水平支撑和屋架两端及跨中三处设置垂直支撑。

其他屋架则在垂直支撑处分别于上、下弦设置三道系杆,其中屋脊和两支座处为刚性系杆,其余三道为柔性系杆。

(如图2所示)上弦平面支撑布置屋架和下弦平面支撑布置垂直支撑布置4、设计屋架荷载屋面活荷载与雪荷载不会同时出现,从资料可知屋面活荷载大于雪荷载,故取屋面活荷载计算。

由于风荷载为0.35kN/m2 小于0.49kN/m2,故不考虑风荷载的影α=+=换算为沿水平投影面响。

沿屋面分布的永久荷载乘以21c o s111111.004分布的荷载。

桁架沿水平投影面积分布的自重(包括支撑)按经验公式P=0.12+0.011⨯跨度)计算,跨度单位为m。

(w标准永久荷载:二毡三油防水层 1.004x0.35=0.351kN/m220mm厚水泥砂浆找平层 1.004x 0.4=0.402kN/m260mm厚泡沫混凝土保温层 1.004x 0.06x 6=0.36kN/m2 预应力混凝土大型屋面板(包括灌缝) 1.004x 1.4=1.406kN/m2屋架和支撑自重为 0.120+0.011x24=0.384kN/m2_____________________________共 2.90kN/m2标准可变荷载:屋面活荷载 0.7kN/m2积灰荷载 0.75kN/m 2雪荷载 0.5kN/m2_____________________________共 1.95kN/m 2考虑以下三种荷载组合① 全跨永久荷载+全跨可变荷载 ② 全跨永久荷载+半跨可变荷载③ 全跨桁架、天窗架和支撑自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载 (1)全跨永久荷载+全跨可变荷载(按永久荷载效应控制的组合)全跨节点荷载设计值:F=(1.35x 2.90kN/m 2+1.4x 0.7x 0.7kN/m 2+1.4x 0.9x 0.75kN/m 2 )x 1.5mx 6m=49.91kN(2)全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨永久荷载设计值: 对结构不利时:KN m m m KN F 235.3565.1/90.235.122,1=⨯⨯⨯=(按永久荷载效应控制的组合)KN m m m KN F 32.3165.1/90.22.122,1=⨯⨯⨯=(按可变荷载效应控制的组合) 对结构有利时:KN m m m KN F 1.2665.1/90.20.123,1=⨯⨯⨯= 半跨可变荷载设计值:()(组合按永久荷载效应控制的KN m m m KN m KN F 68.1465.1/75.09.0/7.07.04.1221,2=⨯⨯⨯+⨯⨯=()22,2F 1.40.70.90.75k N m 1.5m 6m =17.33k N =⨯+⨯⨯⨯(按可变荷载效应控制的组合)(3)全跨桁架包括支撑自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载(按可变荷载效应控制的组合)全跨节点桁架自重设计值:对结构不利时:23,1F 1.20.384k N m 1.5m 6m =4.15k N =⨯⨯⨯ 对结构有利时:23,2F 1.00.384k N m 1.5m 6m =3.46k N =⨯⨯⨯ 半跨节点屋面板自重及活荷载设计值:()224F 1.21.4k N m 1.40.7k N m 1.5m 6m =23.94k N =⨯+⨯⨯⨯5、屋架杆件内力计算用图解法先求出全垮和半跨单位节点荷载作用下的杆件内力系数,然后乘以实际的节点荷载,屋架在上述第一种荷载组合作用下,屋架的弦杆、竖杆和靠近两端的斜腹杆,内力均达到最大,在第二种和第三种荷载作用下,靠跨中的斜腹杆的内力可能达到最大或发生变号。

钢屋架设计计算书

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1 设计资料1.1 基本资料①某厂房总长度90m,纵向柱距6m,跨度L=18m,屋盖体系为无檩体系,纵向柱距6m。

②结构形式:钢筋混凝土柱,梯形钢屋架。

柱的混凝土强度等级为C30,屋面坡度i=L/10;屋架铰接于柱上。

地区计算温度高于-200C,无侵蚀性介质,地震设防烈度为8度,屋架下弦标高为10m;厂房内无吊车梁。

③屋盖结构为无檩体系:采用1.5×6.0m预应力混凝土屋板(考虑屋面板起系杆作用)。

荷载:屋架及支撑自重:按经验公式q=0.12+0.011L,L为屋架跨度,以m为单位,q为屋架及支撑自重,以kN/m2为单位;雪荷载的基本雪压标准值为S0=0.55kN/m2,不考虑施工活荷载,积灰荷载0.2kN/m21.2 荷载标准值屋面各构造层的荷载标准值:三毡四油(上铺绿豆砂)防水层0.4kN/m2保温层0.4kN/m2一毡二油隔气层0.1kN/m2水泥砂浆找平层0.1kN/m2预应力混凝土屋面板 1.45kN/m22 结构形式与布置2.1屋架形式屋面材料为预应力混凝土大型屋面板,采用无檩屋盖体系,梯形钢屋架,屋面坡度i=L/10 ,L为屋架跨度。

2.2屋架尺寸的确定屋架计算跨度。

mm L l 17700300180003000=-=-=屋架端部高度取:H O =19900mm,中部高度取H=2890mm屋架高跨比:16.01770028850==l H 。

屋架跨中起拱,36500/mm l f ==。

为了使屋架节点受荷,配合屋面板1.5m 宽,腹杆体系大部分采用下弦节间水平尺寸为3.0m 的人字形式,上弦节间水平尺寸为 1.5m ,屋架几何尺寸及内力值如图所示。

15图1 18m 跨屋架几何尺寸02.279图2 18m 跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值A acege 'c 'a '+2.5370.000-4.371-5.636-4.551-3.357-1.8500.00-4.754-1.862+0.615+1.170+1.344+1.581+3.158+0.540-1.632-1.305-1.520-1.748-1.0-1.0+0.4060.000.00-0.5+5.325+5.312+3.967+2.637+0.933B C D E F G F 'E 'D 'C 'B 'A '0.51.01.01.01.01.01.0图3 18m 跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值2.3钢材和焊条的选用根据计算温度、荷载性质和连接方法,屋架刚材采用 Q345沸腾钢,要求保证屈服强度 fy 、抗拉强度 fu 、伸长率δ和冷弯实验四项机械性能及硫(S )、磷(P )、碳(C )三项化学成分的合格含量。

钢结构屋架设计计算书

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钢结构屋架设计计算书.pdf 范本1:第一章:引言1.1 背景介绍1.2 目的和范围1.3 文档结构第二章:钢结构屋架设计要求2.1 技术规范和标准2.2 荷载标准和要求2.3 材料要求2.4 施工工艺要求第三章:钢结构屋架的设计计算3.1 结构分析方法3.2 静态力学模型3.3 荷载分析3.4 结构稳定性计算3.5 振动分析3.6 锚固设计3.7 连接设计3.8 阻火涂料设计3.9 耐久性设计第四章:计算结果和分析4.1 荷载计算结果4.2 结构稳定性分析结果4.3 振动分析结果4.4 锚固设计结果4.5 连接设计结果4.6 阻火涂料设计结果4.7 耐久性设计结果第五章:结论与建议5.1 设计结果总结5.2 设计风险评估5.3 建议和改进措施附件:设计图纸、规格书、施工方案法律名词及注释:1. 技术规范和标准:指相关的国家标准、行业标准以及相关的设计规范和验收标准。

2. 荷载标准和要求:指钢结构屋架设计中所考虑的建筑物自重、活载、风载、雪载等荷载的规定和要求。

3. 材料要求:指钢结构屋架设计中所使用的材料的性能指标和质量标准。

4. 施工工艺要求:指钢结构屋架施工过程中所需要遵循的工艺规范和施工要求。

范本2:第一章:引言1.1 背景介绍1.2 目的和范围1.3 文档结构第二章:钢结构屋架设计标准2.1 相关技术规范和标准2.2 地震和风荷载标准2.3 材料规格和要求2.4 施工工艺要求第三章:钢结构屋架的结构设计计算3.1 结构分析方法3.2 静力计算原理3.3 荷载计算方法3.4 结构稳定性分析3.5 振动分析3.6 锚固设计计算3.7 连接设计计算3.8 阻火涂料设计计算3.9 耐久性设计计算第四章:钢结构屋架设计计算结果4.1 荷载计算结果4.2 结构稳定性分析结果4.3 振动分析结果4.4 锚固设计计算结果4.5 连接设计计算结果4.6 阻火涂料设计计算结果4.7 耐久性设计计算结果第五章:结论与建议5.1 设计结果总结5.2 设计风险评估5.3 建议和改进措施附件:设计图纸、规格书、施工方案法律名词及注释:1. 技术规范和标准:指相关的国家标准、行业标准以及相关的设计规范和验收标准。

21m屋架钢结构计算书

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一、结构形式及支撑布置桁架的几何尺寸如下图1.1所示:图1.1 桁架形式及几何桁架支撑布置如图1.2所示:二、荷载计算永久荷载:屋架及支撑自重:0.12+0.011*21=0.351压型钢板:檩条自重(间距1.5m ):0.333kn/2m 保温层荷载: 0.65 kn/2m 恒荷载总和: 1.485 kn/2m 可变荷载:屋面活荷载(雪荷载): 0.5 kn/2m 积灰荷载: 0.8 kn/2m 可变荷载总和: 1.3 kn/2m 风荷载:风压高度变化系数为1.0,迎风面体形系数为-0.6,背风面体形系数为-0.5,故负风设计值为(垂直屋面):迎风面: 1ω=-1.4*0.6*1.0*0.5=0.42 kn/2m 背风面: 2ω=-1.4*0.5*1.0*0.5=0.35 kn/2m 屋架计算跨度:030020.7l l m =-= 考虑以下两种荷载组合 ① 全跨永久荷载+全跨可变荷载由可变荷载控制的组合:(1.20.90.8)6=30.9kn F =⨯1.485+1.4⨯0.5+1.4⨯⨯⨯(21-0.3)/14⨯ 有永久荷载控制的组合:(1.350.90.8)6=15.2kn F =⨯1.485+1.4⨯0.5⨯0.7+1.4⨯⨯⨯(21-0.3)/14⨯ ② 全跨永久荷载+半跨可变荷载 永久荷载:1F =1.2⨯1.485⨯21-0.3)/14⨯6=15.8KN (可变荷载:2F 1.40.5+1.40.9210.3/14615.2KN =⨯⨯⨯0.8⨯-⨯=()()三、内力计算(e) 21米跨屋架全跨单位荷载几何尺寸作用下各杆件的内力值(f) 21米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值内力计算结果如表:四、杆件设计 ⑴上弦杆:整个上弦杆采用相等截面,max N =-378.8KN ox l =150.75cm oy l =2ox l =301.5cm 设λ=100,查表可知为b 类截面,,ϕ=0.422 需要截面积A=32378.829.00.422310N cm f ⨯10==ϕ⨯需要的回转半径:150.75 1.51100x ox l i cm ===λ 301.53.01100oy y l i cm ===λ 根据需要的A 、x i 、y i 查用钢规格表,选用2∟100×80×8(短边相并),A=227.8cm ,x i =2.37cm ,y i =4.66cm ,150.7563.62.37ox λλ==<[]=150 []301.564.71504.66oy λλ==<= 由10.5610012.516.98oy l btb ==<= 则近似64.7yz y λλ== 查表得ϕ=0.782 则3222378.810174.2/310/0.78227.810N N mm N mm f σ=ϕ⨯==<⨯⨯填板每个节间放一块,175.440 3.15126l cm cm =<⨯= ⑵下弦杆:整个下弦杆采用同一截面,max N =372.0KN ox l =300cm oy l =600cm 设λ=100,查表可知为b类截面,,ϕ=0.422 需要截面积A=3223721028.40.42231010N cm f ϕ⨯==⨯⨯ 需要的回转半径:3003100x ox l i cm ===λ 6006100oy y l i cm ===λ 根据需要的A 、x i 、y i 查用钢规格表,选用2∟100×110×10(短边相并),A=256.8cm ,x i =3.13cm ,y i =8.71cm ,300963.13x λλ==<[]=350 []60068.93508.71y λλ==<= 由10.561801818.710oy l btb ==<= 则近似68.9yz y λλ== 查表得ϕ=0.707 则32223721092.6/310/0.70756.810N N mm N mm f σ=ϕ⨯==<⨯⨯ 填板每个节间放一块,1300 5.8464l cm cm =<80⨯= ⑶斜腹杆①杆件aB :N=-239.0KN ox l =253cm oy l =253cm 设λ=100,查表可知为b类截面,,ϕ=0.422 需要截面积A=3222391018.30.42231010N cm f ϕ⨯==⨯⨯ 需要的回转半径: 2532.53100oy x y l i i cm ====λ根据需要的A 、x i 、y i 查用钢规格表,选用2∟100×63×6(长边相并),A=219.24cm ,x i =3.21cm ,y i =2.53cm ,25378.83.21x λλ==<[]=150 2531002.53y λλ==<[]=150由10.566.310.522.50.6oy l b tb ==<= 则近似 100yz y λλ== 查表得ϕ=0.555 则322223910223.8/310/0.55519.2410N N mm N mm f σ=ϕ⨯==<⨯⨯ 填板放两块, 184.3 3.21128.4l cm cm =<40⨯=②杆件gH :40.3N KN = 0.80.8339271.2ox l l cm ==⨯= 339oy l l == 设λ=100,查表可知为b类截面,,ϕ=0.422 需要截面积A=32240.310 3.10.42231010N cm f ϕ⨯==⨯⨯ 需要的回转半径: 271.2 2.71100x oxl i cm λ=== 3393.39100oy y l i cm ===λ 根据需要的A 、x i 、y i 查用钢规格表,选用2∟75×5,A=214.8cm ,x i =2.32cm ,y i =3.33cm ,271.211.72.32x λλ==<[]=150 []339101.81503.33y λλ==<= 由10.587.510.726.20.7oy l b t b ==<= 则近似4422220.4750.4757.51101.81104.53390.7yz y oy b l t λλ⎛⎫⎛⎫⨯=+=⨯+= ⎪ ⎪ ⎪⨯⎝⎭⎝⎭查表得ϕ=0.470则322240.31057.9/310/0.47014.810N N mm N mm f σ=ϕ⨯==<⨯⨯ 填板放三块, 184.8 2.392l cm cm =<40⨯=③杆件Gg:N=-31.1KN 0.80.8289231.2ox l l cm ==⨯= 289oy l l cm == 设λ=100,查表可知为b类截面,,ϕ=0.422 需要截面积A=32231.110 2.40.42231010N cm f ϕ⨯==⨯⨯ 需要的回转半径: 231.2 2.31100xoxl i cm λ=== 289 2.89100oy yl i cm ===λ 根据需要的A 、x i 、y i 查用钢规格表,选用2∟75×5,A=214.8cm ,x i =2.32cm ,y i =3.33cm ,231.299.72.32x λλ==<[]=350 []28986.83503.33y λλ==<=由 10.587.510.722.30.7oy l b t b ==<= 则近似 4422220.4750.4757.5186.81902890.7yz y oy b l t λλ⎛⎫⎛⎫⨯=+=⨯+= ⎪ ⎪ ⎪⨯⎝⎭⎝⎭查表得ϕ=0.621则σ=322231.31033.8/310/0.62114.810N N mm N mm f ϕ⨯==<⨯⨯ 填板放三块,172.25 2.392l cm cm =<40⨯=其余杆件截面选择见下表,需要注意的是连接垂直支撑的中央竖杆采用十字形截面,其斜截面计算长度0.9ox l l =,其余杆件除Aa 、Ba 、gH 外,0.8ox l l =。

钢结构屋架设计计算书

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图2支撑的布置图
4.檩条布置
檩条设置在屋架上弦的每个节点上,间距1.866m。因屋架间距为6m,所以在檩条跨中设一道直拉条。在屋脊和屋檐分别设置斜拉条和撑杆。
5.荷载标准值
上弦节点恒荷载标准值
上弦节点雪荷载标准值
由檩条传给屋架上弦节点的恒荷载如图3
图3上弦节点恒荷载
由檩条传给屋架上弦节点的雪荷载如图4
-75.56
-52.94
-10.28
-38.24
-164.78
-144.21
-164.78
2-3
-12.65
-67.17
-47.06
-8.7
-32.36
-146.49
-125.92
-146.49
3-4
-11.07
-58.78
-41.18
-7.11
-26.45
-128.19
-107.57
-128.19
杆件名称
杆件截面
重心距离
轴线距离
备注
上弦杆
2L90X8
25.2
25
下弦杆
2L80X7
22.3
25
腹杆
2-7
L56X4
15.3
15
3-8
L56X4
15.3
15
4-9
2L56X4
15.3
15
5-10
2L56X4
15.3
15
6-11
2L56X4
15.3
15
2-8
L56X4
15.3
15
3-9
2L56X4
15..3
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一、设计资料天津某车间,屋架跨度为18m,房屋总厂为60m,屋架间距6m,屋面坡度i=1/10,屋面采用1.5m×6m的钢筋混凝土大型屋面板(1.4KN/m2),80mm厚泡沫混凝土(0.3KN/m2),20mm厚水泥砂浆(0.3KN/m2),二毡三油铺绿石砂(0.3KN /m2),屋面活荷载0.7KN/m2,雪荷载0.5KN/m2,积灰荷载0.5KN/m2,屋架端高1990mm,两端较之于钢筋混凝土柱上,柱混凝土强度C20。

二、屋架形式和几何尺寸屋架计算跨度l0=l-300=1800-300=17700mm屋架端部高度取h0=1990mm屋架跨中高度h=h0+i×l0/2=1990+0.1×17700/2=2875mm屋架高跨比l0/h=2.875/17.7=1/6.16为使屋架上弦节点受荷,腹杆采用人字式,上弦节点用平间距取1.5m。

三、屋盖支撑布置根据车间长度、跨度及荷载情况,设置三道上下弦横向水平支撑。

由于房间端部为山墙,第一柱间间距小于6m,因此该厂房两端的横向水平支撑设在第二间柱。

设置两道下弦纵向水平支撑。

在第一柱间的上弦设置刚性系杆保证安装时上弦的稳定,下弦设置刚性系杆以传递山墙的风荷载。

在设置水平支撑的柱间,在屋架跨中及两端,两屋架间共设置三道竖向支撑。

屋脊节点及屋架支座处延厂房通长设置刚性系杆,屋架下弦设置一道柔性系杆。

屋架支撑的布置如下图:四、荷载计算屋面活荷载与雪荷载不会同时出现,从资料可知屋面活荷载大雨雪荷载取屋面活荷载计算。

屋架沿水平投影面积分布的自重(包括支撑)按经验公式(P10=0.12+0.011×跨度)计算,跨度单位为米。

荷载:永久荷载:防水层(二毡三油铺绿石砂)0.3×1.2=0.36KN/m2找平层(20厚水泥砂浆)0.3×1.2=0.36KN/m2保温层(80厚泡沫混凝土)0.5×1.2=0.6KN/m2预应力钢筋混凝土大型屋面板(包括灌缝) 1.4×1.2=1.68KN/m2屋架及支撑自重(0.12+0.011×18)×1.2=0.38KN/m2恒载总和∑=3.38KN/m2可变荷载:屋面荷载0.7×1.4=0.98KN/m2积灰荷载0.5×1.4=0.7KN/m2活荷载总和∑=1.68KN/m2计算荷载时应考虑以下三种荷载组合:1、全跨永久荷载+全跨可变荷载P 恒=3.38×1.5×6=30.42KN P 活=1.68×1.5×6=15.12KN2、全跨永久荷载+半跨可变荷载P 恒=3.38×1.5×6=30.42KN P 活=1.68×1.5×6=15.12KN3、 全跨屋架包括自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活载P 恒'=0.38×1.5×6=3.42KN P 活'=(1.68+0.98)×1.5×6=23.94KN1、2为使用阶段和在情况,3为施工阶段荷载情况,经过计算,第二种荷载组合所产生的杆件内力,对本题的杆件不起控制作用,所以不列入以下计算中。

钢结构屋架计算书

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一、 设计资料1、 车间平面尺寸为150m ×30m ,柱距7.5m ,跨度为30m ,术网采用封闭结合,车间内有两台15t/3t 中级工作制软钩桥式吊车。

2、 屋面采用长尺复合屋面板,板厚100m ,檩距不大于1800mm ,檩条采用冷弯薄壁斜卷边Z 形钢Z250×75×20×2.5,屋面坡度1/20i =。

3、 钢屋架简支在钢筋混凝土柱顶上,柱顶标高9.000m ,柱上端设有钢筋混凝土连系梁。

上柱截面为400mm ×400mm ,所用混凝土强度等级为C30,轴上抗压强度设计值214.3N/mm c f =。

抗风柱的柱距为6m ,上端与层架上弦用板铰连接。

4、 钢材用Q235—B ,焊条采用E43系列型。

5图1 屋架外形尺寸及腹杆布置形式6、 该车间建于深圳近郊。

7、 屋盖荷载标准值:(1)屋面活荷载 0.50kN/m 2(2)基本雪压S O 0kN/m 2(3)基本风压W 0 0.75kN/m 2(4)复合屋面板自重 0.30kN/m2(5)檩条自重 0.0821kN/m 2(6)屋架及支撑自重 0.45kN/m28、运输单元最大尺寸长度为15m ,高度为4.0m 。

二、屋架几何尺寸及檩条布置1、屋架几何尺寸屋架上弦节点用大写字母A ,B ,C …连续编号,下弦节点以及再分式腹杆节点用小写字母a ,b ,c …连续编号。

由于梯形屋架跨度L=30m >24m ,为避免影响使用和外观,制造时应起拱。

屋架/50060mm f L ==计算跨度2m o l L =-⨯0.15=30-2⨯0.15=29.7。

起拱后屋架杆件几何尺寸和节点编号如图2所示(基中虚线为原屋架,实线为起拱后屋架)。

图2 屋架几何尺寸运输单元的最大尺寸为长度15m,高度4m。

此屋架跨度30m,高度3.3m,所以可将屋架从屋脊处断开,取一半屋架作为运输单元,长度为15m,高度为2.85m。

钢结构人型屋架计算书(配有图纸)

钢结构人型屋架计算书(配有图纸)

一: 平面布置图二:内力计算1:钢材及焊条钢材选用Q235,要求保证抗拉强度,伸长率。

屋架采用焊接方法连接,焊条采用E43型,手工焊,根据结构的重要性,焊缝质量要求达到一级标准。

2:屋架形式及几何尺寸因屋架采用预应力混凝土大型屋面板,屋面坡度I=1/10,故采用梯形屋架。

屋架计算跨度L0=L-2×450/2=29550mm屋架端部高度H0=2000mm屋架中部高度H= H0 +i×1/2=3500mm3:荷载计算①永久荷载标准值:三毡四油防水层:0.35KN/m2 80mm厚泡沫混凝土保温层:0.08×6=0.48 KN/m2大型屋面板(含灌逢): 1.5 KN/m2屋架和支撑自重:0.12+0.11×30=0.45 KN/m2合计: 2.78 KN/m2②可变荷载标准值屋面活载:0.5 KN/m2积灰荷载:0.2 KN/m2合计:0.7 KN/m2③风荷载B类地形,取风压高度变化系数为:1.25,屋面迎风面的体型系数为-0.6,背风面为-0.5,风压设计值为:迎风面w1= -1.35×0.6×1.25×0.45=- 0.456 KN/m2背风面w2=-1.35×0.5×1.25×0.45=-0.380 KN/m2w1 ,w2垂直于水平面的分力已略超过或接近于分项系数取1.0时的永久荷载,故受拉杆件在永久荷载与风荷载联合作用下将受压,但此压力很小,这里不计算风荷载产生的内力,只将所有拉杆的长细比控制在250以内。

4:荷载组合恒载设计值: G=2.78×1.2=3.336 KN/m 2 取G=3.4 KN/m 2 可变荷载设计值:Q=0.7×1.35=0.945 KN/m 2 取Q=0.95 KN/m 2组合: ㈠ 全跨恒载+全跨可变荷载 P 全=(3.4+0.95)×1.5×6=39.15KN㈡全跨恒载+半跨可变荷载 P 全=3.4×1.5×6=30.6KN P 半=0.95×1.5×6=8.55KN ㈢全跨屋面支撑+半跨层面板+半跨屋面活载P 全=0.45×1.5×6×1.2=4.86 P 半=(1.5+0.7)×1.35×1.5×6=26.73KN12345617三:截面计算1:上弦计算整个上弦不改变截面,按最大内力设计。

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1.设计资料某车间厂房总长度约为108米,跨度为18m。

车间设有两台30吨中级工作制吊车。

车间无腐蚀性的介质。

该车间为单跨双坡封闭式厂房,屋架采用三角形豪式钢屋架。

屋面坡度为1:3,屋架间距为6m,屋架下弦标高为9米,其两端铰支于钢筋混凝土柱上,上柱截面尺寸为,混泥土强度等级为C20。

屋面采用彩色压型钢屋板加保温层屋面,C型檩条,檩距为1.5~2.1米。

结构的重要度系数为,屋面的恒荷载的标准值为。

屋面的活荷载为,雪荷载为,不考虑积灰荷载、风荷载,不考虑全跨荷载积雪不均匀分布状况。

屋架采用Q235B,焊条采用E43型。

2.屋架形式及几何尺寸屋架形式及几何尺寸如图檩条支承于屋架上弦节点。

屋架坡角为,檩距为1.866m。

图1 屋架形式和几何尺寸3.支撑的布置上、下弦横向水平支撑设置在厂房两端和中部的同一柱间,并在相应开间的屋架跨中设置垂直支撑,在其余开间的屋架上弦跨中设置一道通长的刚性细杆,下弦跨中设置一道通长的柔性细杆。

在下弦两端设纵向水平支撑。

支撑的布置见图2。

图2 支撑的布置图4.檩条布置檩条设置在屋架上弦的每个节点上,间距1.866m。

因屋架间距为6m,所以在檩条跨中设一道直拉条。

在屋脊和屋檐分别设置斜拉条和撑杆。

5.荷载标准值上弦节点恒荷载标准值上弦节点雪荷载标准值由檩条传给屋架上弦节点的恒荷载如图3图3 上弦节点恒荷载由檩条传给屋架上弦节点的雪荷载如图4图4 上弦节点雪荷载6.内力组合内力组合见表—1杆件名称杆件编号恒荷载及雪荷载半跨雪荷载内力组合最不利荷载(kN)内力系数恒载内力(kN)雪载内力(kN)内力系数半跨雪载内力(kN)1.2恒+1.4雪(kN)1.2恒+1.4半跨雪(kN)1 2 3 4 5 2+3 2+5上弦杆1-2 -14.23-75.56-52.94-10.28-38.24-164.78-144.21-164.78 2-3 -12.65-67.17-47.06-8.7-32.36-146.49-125.92-146.49 3-4 -11.07-58.78-41.18-7.11-26.45-128.19-107.57-128.19 4-5 -9.49-50.39-35.30-5.53-20.57-109.89-89.27-109.89 5-6 -7.91-42.00-29.43-3.95-14.69-91.60-70.97-91.60下弦杆1-7 13.571.6950.229.7536.27156.33136.8156.33 7-8 13.571.6950.229.7536.27156.33136.8156.33 8-9 1263.7244.648.2530.69138.96119.43138.96 9-10 10.555.7639.06 6.7525.11121.59102.06121.59 10-11 947.7933.48 5.2519.53104.2284.69104.22竖直腹杆2-7 00000000 3-8 0.5 2.66 1.860.5 1.86 5.79 5.79 5.79 4-9 1 5.31 3.721 3.7211.5811.5811.58 5-10 1.57.97 5.58 1.5 5.5817.3717.3717.37 6-11 421.2414.8827.4446.3235.9046.32斜腹杆2-8 -1.58-8.39-5.88-1.58-5.88-18.30-18.30-18.30 3-9 -1.8-9.56-6.70-1.8-6.70-20.84-20.84-20.84 4-10 -2.12-11.26-7.89-2.12-7.89-24.55-24.55-24.55 5-11 -2.5-13.28-9.3-2.5-9.3-28.95-28.95-28.957.截面的选择屋架杆件的选择验算表表-28.节点设计8.1杆件焊缝尺寸的计算杆件名称杆件编号截面规格(mm)杆件内力(kN)肢背焊缝尺寸肢背焊角长度肢尖焊角尺寸肢尖焊缝长度上弦杆1-2 2L90X8-164.78 6 100 6 60 下弦杆1-7 2L80X7156.33 6 100 6 60 竖腹杆2-7 L56X40 5 40 4 40 3-8 L56X4 5.79 5 40 4 404-9 2L56X411.58 5 40 4 405-10 2L56X417.37 5 40 4 406-11 2L56X446.32 5 40 4 40 斜腹杆2-8 L56X4-18.30 5 40 4 40 3-9 2L56X4-20.84 5 40 4 404-10 2L56X4-24.55 5 40 4 405-11 2L56X4-28.95 5 40 4 40 注:表中焊缝的计算长度。

不小于和40mm其中较小值。

8.2 形心距离的确定屋架各杆件的角钢背面的距离如图表-4,表中为杆件重心线至角钢背面的距离。

屋架各杆件的角钢背面的距离表-4杆件名称杆件截面重心距离轴线距离备注上弦杆2L90X825.2 25 下弦杆2L80X722.3 25腹杆2-7 L56X415.3 15 3-8 L56X415.3 154-9 2L56X415.3 155-10 2L56X415.3 156-11 2L56X415.3 152-8 L56X415.3 153-9 2L56X415..3 154-10 2L56X415.3 155-11 2L56X415.3 15 8.3节点的设计8.3.1支座节点图5 支座节点”1”(1)上弦杆的节点连接计算A.支座底板的计算支座反力设a,b取12cm,则底板的承压面积底板下的应力底板的最大弯矩, 由于,则支座厚度B.加劲肋计算加劲肋厚度取与节点相同。

加劲肋与节点板的连接焊缝的计算:假定一块加劲肋承受屋架支座反力的四分之一,即焊缝受剪力,弯矩, 设焊缝, 焊缝计算长度:由焊缝的应力公式得==25.41<C.支座底板的连接焊缝假定焊缝传递全部支座反力设焊缝,支座底板的连接焊缝的长度为:==804由公式得,,满足要求。

D.上弦杆与节点板的连接焊缝上弦杆与节点板的连接焊缝: 节点板与上弦角钢肢背采用槽焊缝连接,假定槽焊缝只承受屋面的集中荷载.节点板与上弦角钢肢尖采用双面角焊缝连接,承担上弦的内力差。

节点1的槽焊缝,其中为节点板的厚度由公式,可见塞焊缝一般不控制,仅需验算肢尖焊缝。

角钢肢尖角焊缝的焊角尺寸,计算长度上弦杆的内力差N=-164.78KN,偏心距,则由公式得,他可见,肢尖焊缝满足要求。

(2)上弦弦间节点板的计算为便于上弦节点搁置屋面板,节点板的上边缘缩进肢背10mm,采用塞焊缝,按2条角焊缝计算。

计算时可略去屋架上弦坡度的影响,而假定集中荷载与上弦垂直。

对于上弦节点”5”图6 上弦节点”5”A.上弦杆肢背与节点板的连接焊缝节点板与上弦角钢肢背采用塞焊缝连接,假定塞焊缝只承受屋面的集中荷载。

节点板与上弦角钢肢尖采用双面角焊缝连接,承担上弦的内力差。

节点1的槽焊缝,其中为节点板的厚度。

由公式可见塞焊缝一般不控制。

B.上弦杆肢尖与节点板的连接焊缝角焊缝的焊角尺寸,计算长度上弦杆的内力差N=-18.29KN,偏心距,则由公式得,可见,肢尖焊缝满足要求。

对于其他2,3,4,5上弦节点,由于节点板的尺寸长均不小于"5"号节点,而其所受的节点集中力和弦杆轴向内力差都相等,故其余上弦节点只要在上弦杆的肢背和肢间处采用满焊即可。

(3)下弦节点”10”图7 下弦节点”10”A.下弦杆与节点板的连接焊缝下弦与节点板连接的焊缝长度为300mm,, 内力差N=-17.37KN受力较大的肢背处焊缝应力为故按构造满焊即可。

由于下弦节点7,8,9的节点板尺寸长均不小于"10"号节点板,故其所受的弦杆轴向力内力差都相等, 故其余上弦节点只要在上弦杆的肢背和肢间处采用满焊即可。

(4)上弦节点”6”图8 上弦节点”6”A.上弦杆肢背与节点板的连接焊缝上弦杆与节点板的连接焊缝: 节点板与上弦角钢肢背采用塞焊缝连接,假定塞焊缝只承受屋面的集中荷载。

节点1的塞焊缝,其中为节点板的厚度。

由公式,可见塞焊缝一般不控制。

B.上弦杆肢尖与节点板的连接焊缝肢尖角焊缝的焊角尺寸, 计算长度上弦杆与节点板的连接焊缝计算按肢间焊缝承受上弦杆内力的15%计算。

内力差KN,偏心距, 则由公式得:可见,肢尖焊缝满足要求。

C.上弦拼接杆的计算上弦杆件与拼接角钢之间在接头一侧的焊缝长度为取60mm.则角钢长度为。

考虑到拼接节点的刚度,拼接角钢的长度取为600mm。

为了使拼接角钢的和弦杆之间能紧贴便于施焊,需将拼接角钢的棱角铲去, 把竖向肢切去,t为拼接角钢的厚度.拼接角钢的截面削弱,由节点板来补偿。

(5)下弦节点”11”图9下弦节点”11”A.下弦杆拼接焊缝计算拼接角钢与下弦杆用相同的规格,选用,下弦杆与拼接角钢之间的角焊缝的焊角尺寸采用。

根据公式得下弦杆件与拼接角钢之间在接头一侧的焊缝长度为,取145mm,拼接角钢的长度为2mm。

为使拼接角钢与弦杆之间密合,并便于是施焊,需将拼接角钢的尖角切除,且截取垂直肢的一部分宽度.拼接角钢的这部削弱,可靠节点板来补偿。

B.下弦杆与节点板的连接焊缝按杆件内力的15%计算,设肢背处的焊角尺寸为=5mm,则需要的焊缝长度为:设肢尖处的焊角尺寸为=5mm,则需要的焊缝长度为:(6)节点板在斜腹杆作用下的稳定计算对于有竖腹杆相连的节点板,选取2-8杆作用下的8号节点板的进行计算。

图10节点稳定计算中c值可不进行稳定计算。

其中,c为受压腹杆2-8连接肢端面中点沿腹杆轴线方向至弦杆的净距离。

由于8号节点板中斜腹杆的c 值是最大的,而t值都相等,故其他节点板的稳定性不需计算。

(7)节点板的强度计算选取5-11杆的作用下5号节点板进行计算。

图11 节点有效宽度“5”节点5-11杆的内力P=-28.95kN,板件的有效宽度=114mm,板件的厚度t=8mm,故节点板的强度满足要求。

因为其他节点板的均小于此值,故其他节点板的强度满足要求。

(8)填板的计算杆件名称杆件编号杆件长度(mm )i(回转半径)(cm)填板最大间距节点间填板个数填板间距(mm )拉杆压杆80 i(cm)40 i(cm)上弦杆1-2 1866 2.76 110.4 2 600 2-3 1866 2.76 110.4 2 600 3-4 1866 2.76 110.4 2 600 4-5 1866 2.76 110.4 2 600 5-6 1866 2.76 110.4 2 600下弦杆1-7 1770 2.46 196.8 2 600 7-8 1770 2.46 196.8 2 600 8-9 1770 2.46 196.8 2 600 9-10 1770 2..46 196.8 2 600 10-11 1770 2.46 196.8 2 600竖腹杆2-73-84-9 1770 1.73 138.4 2 600 5-10 2360 1.73 138.4 2 800 6-11 2950 2.18 177.4 3 700斜腹杆2-83-9 2127 1.73 69.2 2 700 4-10 2503 1.73 69.2 3 600 5-11 2950 1.73 69.2 4 600。

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