m梯形钢屋架设计方案计算书 .docx

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1、精品名师归纳总结1、设计资料1） 某厂房跨度为 24m，总长 90m，柱距 6m，屋架下弦标高为 18m。2） 屋架铰支于钢筋混凝土柱顶，上45 柱截面 400400，混凝土强度等级为 C30。3）屋面接受 1.5 6m 的预应力钢筋混凝土大型屋面板。（屋面板不考虑作为支撑用）。 4）该车间所属的区为北京市 5）接受梯形钢屋架考虑静载：预应力钢筋混凝土屋面板（包括嵌缝）、二毡三油加绿豆沙、找平层 2cm 厚、 支撑重量考虑活载：活载（雪荷载）积灰荷载6）钢材选用 Q345 钢，焊条为 E50 型。2、屋架形式和几何尺寸屋面材料为大型屋面板，故接受无檩体系平破梯形屋架。屋面坡度i=（ 3040

2、1990） /10500=1/10。屋架运算跨度 L 02400030023700mm。端部高度取 H=1990mm，中部高度取 H=3190mm（约 1/7。4）。屋架几何尺寸如图 1 所示：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结50 81508150 81 50815 08I可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结150 915 0815081FGH可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1拱035AB09C59D 2095 129098 39633 0910可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结9125a2608228859233 23970 35起可

3、编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1501 3图501：24M c跨屋架几何尺寸egI可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结4、屋架节点荷载15 008= 12 000可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结屋面坡度较小，故对全部荷载均按水平投影面运算：荷载运算表荷载名称标准值 KN/m2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结预应力钢筋混泥土屋面板1.4可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结二毡三油加绿豆沙0.4找平层 cm 厚0.4屋架及支撑重量0.12+0.011 24=0.384永久荷载总和2.58可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师

4、归纳总结屋面活载（大于雪荷载）0.7可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可变荷载总和0.7运算屋架时考虑以下三种荷载组合情形1) 满载（全跨静荷载加全跨活荷载）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结节点荷载 由可变荷载效应把握的组合运算：取永久荷载G1.2，屋面活荷载 Q11.4，屋面集灰荷载 Q21.4，20.9，就节点荷载设计值为F（ 1.2 2.584+1.4 0.70+1.4 0.9 0.80）1.5 6 45.7992kN 由永久荷载效应把握的组合运算：取永久荷载G 1.35，屋面活荷载 Q11.4、 1 0.7，屋面集灰荷载 Q21.4， 20.9，就节点荷载

5、设计值为可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结F（ 1.35 2.584+1.40.7 0.70+1.40.9 0.80） 1.5 6046.593 kN可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2) 全跨静荷载和（左）半跨活荷 由可变荷载效应把握的组合运算：取永久荷载G1.2，屋面活荷载 Q11.4，屋面集灰荷载 Q21.4，20.9全垮节点永久荷载F1=（ 1.2 2.584）1.5 627.9072kN半垮节点可变荷载F2（ 1.4 0.70+1.4 0.9 0.80）1.5 617.892kN 由永久荷载效应把握的组合运算：取永久荷载G 1.35，屋面活荷载 Q11.4

6、、 1 0.7，屋面集灰荷载 Q21.4， 20.9全垮节点永久荷载F1=（ 1.35 2.55）1.5 631.347 kN半垮节点可变荷载可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结F2（ 1.4 0.7 0.70+1.4故应取 P 46.23kN0.9 0.80）1.5 6 31.347kN可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3) 全跨屋架和支撑自重、（左）半跨屋面板荷载、（左）半跨活荷载+集灰荷载 由可变荷载效应把握的组合运算：取永久荷载G1.2，屋面活荷载 Q11.4，屋面集灰荷载 Q21.4，20.9全跨屋架和支撑自重F3=1.2 0.384 1.5 6 4.417

7、2Kn半跨屋面板自重及半跨活荷载F4（ 1.2 1.4+0.7 1.4）1.5 623.94kN 由永久荷载效应把握的组合运算：取永久荷载G 1.35，屋面活荷载 Q11.4、 10.7，屋面集灰荷载 Q21.4，2 0.9全跨屋架和支撑自重F31.35 0.384 1.5 64.617kN半跨屋面板自重及半跨活荷载可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结F4（ 1.35 1.4+1.4 0.7 0.7）1.5 623.184kN5屋架杆件内力运算见附表 16选择杆件截面按腹杆最大内力 N ab =-413.28KN,查表 7.6，选中间节点板厚度为 8mm，支座节点板厚度 10mm。

8、1) 上弦杆整个上弦杆接受等截面，按最大内力N FH =-711.01KN 运算在屋架平面内：为节间轴线长度，即l ox =l 。=150.8cm,loy =301.6cm2 0.659A req N/f 711010/0.659 310100=34.803cm假定 70i xreq =l ox /150.8/702.54cmi yreq l oy /301.6/705.08cmxy由附表 9 选 21258010，短肢相并，如下图所示， A 219.7139.42 cm2 、i=2.26cm、i=6.04cm截面验算： x l ox / i x 150.8/2.26=66.7 150中意y

9、l oy / i y =301.6/6.04=49.90.56 loy / b 1 =0.56 301.6/12.5=13.51,就：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结yz 3.7 *b 1/t（1+ l x2 t/52.7 b1 2）=3.7 14（ 1+301.620.8 2/52.7 12.5 4） =54.1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结故由 max x 66.7 查附表 1.2 得 0.686由 N/A=711.011000/0.686 39.42 100262.93N/故上弦杆接受 21258010 截面形式m m2 f 中意可编辑资料 - - -

10、欢迎下载精品名师归纳总结1）下弦杆整个下弦杆接受等截面，按最大内力N gi =706.82KN 运算l ox 300cmloy =2370/2=1185cm,2A nreq =N/f=706.821000/310 100=22.80 cm由附表 9 选 2125807 短肢相并可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结xA 214.1 28.2 cm2 ，i2.3cm ，iy 5.97cm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3N / An =706.82 10 /28.2102= 250.65N/ m m2 f中意可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结x l ox

11、/ i x 300/2.3=130.43 350中意y l oy / i y =1185/5.97=198.49 350中意故下弦杆接受 2125807 短肢相并可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3）腹杆、aB 杆N aB 413.28KN ，l oy = l ox l=253.5cm选用 2110708 长肢相并查附表 9 得：xyA213.94=27.88 cm2 , i3.51cm ， i2.85cmx l ox / i x 253.5/3.51=72.2 150中意y l oy / i y =253.5/2.85=88.9 150中意4oy由于 b 2 /t=7/0.8=

12、8.75x ,由 yz 查附表 1.2 得 x 0.472就 N /A413.28 1000/0.472*27.88*100= 314.058N/m m2 f中意可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结故 Ab 杆接受 2110708 长肢相并、Bc 杆N B c 320.56KN, l ox =0.8L 0.8*260.8=208.6cm, loy =L=260.8cm选用 2 758xyA 211.523 cm 2 ，i 2.28cm ， i 3.42cm x l ox / i x 208.6/2.28=91.51 350中意 y l oy / i y =260.8/3.42=76

13、.26 350中意2N / An =320.56 1000/23 100= 139.37 N/ m m f 中意、cD 杆N B c 253.47KN,l ox =0.8L 0.8 285.9=228.72cm, loy =L=285.9cm选用 2758xyA 211.523 cm 2 ，i2.28cm ， i3.42cmx l ox / i x 228.72/2.28=100.32 150中意42y l oy / i y =285.9/3.42=83.60 150中意 由于 b/t=75/8=9.375yz , 就由x 查附表 1.2 得可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结=0

14、.430N /An =253.47 1000/0.411*23100= 268.14 N/m m2 f 中意可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结、De 杆N D e 172.39KN, l ox =0.8L 0.8*285.9=228.72cm, loy =L=285.9cm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结xy选用 256*5A 25.4210.84 cm2 ，i1.72cm ，i 2.62cmx l ox / i x 228.7/1.72=132.98 350中意y l oy / i y =285.9/2.62=109.12 350中意2N / An =172.3

15、9 1000/10.84 100=159.03 N/ m m f中意、eF杆-114.62N eF 按压杆进行运算：5.1l ox =0.8L0.8 312.9=250.3cm, loy =L=312.9cm2选用 2758A 211.523 cm，i x 2.28cm ， i y 3.42cmx l ox / i x 250.3/2.28=109.79 150中意y l oy / i y =312.9/3.42=91.49 150中意42由于 b/t=75/8=9.375yz ,就由 x 查附表 1.2 得=0.375322N /An =114.62 10 /0.375 2310 =132.

16、89 N/ m m f 中意可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结N / An=5.1 103/23 102=2.22 N/m m2 f 中意可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结、Fg杆+58.58KN按压杆进行运算：N Fg l ox =0.8L 0.8 311.9=249.5cm, loy =L=311.9cm-5.31KN选用 2565xyA 25.42 10.84 cm2 ， i 1.72cm ，i 2.62cmx l ox / i x 249.5/1.72=145.1 150中意y l oy / i y =311.9/2.62=119.05 150中意oyy由于

17、 b/t=5.6/0.5=11.2yz ,就由 x 查附表 1.2 得=0.235可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结拉N/ An=58.58 1000/10.84100=54.04N/m m2 f中意可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结压N /An =5.31 1000/0.235*10.84100=20.84N/m m f中意可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结、gH 杆+36.03KN按压杆进行运算：N gH l ox =0.8L0.8 339.6=271.7cm, loy =L=339.6cm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结-35.3

18、8KN选用 2635xyA 26.14 12.28 cm2 ， i 1.94cm ，i 2.89cmx l ox / i x 271.7/1.94=140.1 150中意y l oy / i y =339.6/2.89=117.51 150中意oyy由于 b/t=6.3/0.5=12.6yz ,就由 x 查附表 1.2 得=0.2502拉N / An =36.03 1000/12.28 100=29.34 N/ m m f 中意可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结压N /An =35.381000/0.25 12.28 100=115.24N/m m2 f 中意可编辑资料 - -

19、- 欢迎下载精品名师归纳总结由于 N gH 上的力都不大，选用的 2635 可以中意力的要求、Hi 杆-71.51KN按压杆进行运算：N Fg l ox =0.8L 0.8 337=269.6cm, loy =L=337cm27.24KN选用 2635xyA 26.14 12.28 cm2 ， i 1.94cm ，i 2.89cmx l ox / i x 269.6/1.94=138.97 150中意y l oy / i y =337/2.89=116.61 150中意oyy由于 b/t=6.3/0.5=12.6yz ,就由 x 查附表 1.2 得=0.253可编辑资料 - - - 欢迎下载精

20、品名师归纳总结拉N / An=27.24 1000/12.28 100=22.18N/m m2 f中意可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结压N /An =71.511000/0.253*12.28100=243.04N/ m m2 f 中意可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结4）竖杆、Aa 杆NAa=-23.3KN ， l ox =l oy =L=200.5cm选用 2635xyA 26.14 12.28 cm2 ， i 1.94cm ，i 2.89cmx l ox / i x 200.5/1.94=103.35 150中意y l oy / i y =200.5/2.8

21、9=69.38 150中意oyy由于 b/t=6.3/0.5=12.6yz ,就由 x 查附表 1.2 得=0.411，就：nN /A =23.3 103/0.411 12.28 102=46.17N/ m m2 f 中意可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结 Cc.Ee.GgN Cc = N Ee = N Gg =-46.59KN内力大小相同，选用长细比较大的竖杆Gg 进行设计，可保证其他竖杆的安全。就：l ox =0.8L 0.8 289=231.2cm, loy =L=289cm选用 2635xyA 26.14 12.28 cm2 ， i 1.94cm ，i 2.89cmx l

22、 ox / i x 231.2/1.94=119.18 150中意y l oy / i y =289/2.89=100 150中意42由于 b/t=6.3/0.5=12.6yz ,就由 x 查附表 1.2 得=0.328，就：nN /A =46.59 103/0.328 12.28 102=115.67 N/ mm2 f 中意Ii 杆N I i 136.52KN，L 0 =0.9L=0.9 319=287.1cmxo/i选用 2635 如以下图十字相连，查附表 8 得： A12.28 cm2 ， =2.45可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结xo = L0=287.1/2.45=1

23、17.2 350中意可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结x0N / An=136.52 103/12.28102=111.17 N/m m2 f 中意可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结7、节点设计在确定节点板的形状和尺寸时，需要斜腹杆与节点板间连接焊缝的长度。先算出各腹杆杆端需要的焊缝尺寸。其运算公式为：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结角钢肢背所需焊缝长度l1 ： l1K1 Nw20.7hf 1 f f可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结角钢肢尖所需焊缝长度l 2 ： l2K 2 N20.7h

24、f w可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结f 2f如腹杆 aB，设计杆力 N -413.28 kN ，设肢背与肢尖的焊脚尺寸各为hf1 8mm， hf2 6mm。因 aB 杆系不等边，角钢与长肢相连，故K 1 0.65， K 20.35。就：3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结l 10.65 413.28 10 /20.7 8200=119.9mm 取 l 1 130mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结l 20.35 413.28 103/20.7 6200=86.09,取 l 2 100mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结其它腹杆所需

25、焊缝长度的运算结果见下表。未列入表中的腹杆均因杆力很小，可按构 造取肢背与肢 尖的焊脚尺寸 各为 hf1 6mm ， hf2 5mm， l1 l 28hf+1060 mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结腹杆焊缝尺寸：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结杆件 名设计内力肢背焊缝肢尖焊缝可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结称（kN）l1（mm）ht（ mm）l2（mm）ht（ mm）aB-413.2813081006Bc320.561208706cD-253.47908606De172.39906605表中 1l、12 为取整后数值、下弦节点 “c”（见附图

26、）先运算腹板与节点板的连接焊缝： B-c 杆肢背及肢尖焊脚尺寸分别取hf1=8mm，hf2=6mm，就所需焊缝长度：肢背： Lw1=0.7320560/2 0.7 8200=100.175mm用 120mm肢尖： Lw2=0.3320560/2 0.7 6200=57.243mm用 100mm腹杆 D-c 杆肢背及肢尖焊脚尺寸分别取：hf1=8mm, lw1 取 90mm hf2=6mm, lw2 取 60mmC-c 杆因内力很小，焊缝尺寸可按构造确定为5mm。其次验算下弦杆与节点板的连接焊缝，内力差N=537.22- 220.38=316.84KN。由斜腹杆焊缝准备的节点板尺寸，量得实际节点

27、板长度为305cm，肢背及肢尖焊脚尺寸均取为 8mm，就运算长度 l w=305-16=289cm。肢背焊缝应力为：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结0.75 316.841032 0.7 8 28973.4N/ mm2ffw200N/ mm2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结附图 下弦“ c”节点可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结、上弦 “B”节点（见附图）同样先运算腹杆 B-a、B-c 的杆端焊缝，方法同上。“ Bc杆”的与节点板的焊缝尺寸和节点“ b相”同。 “ Ba”杆的肢背和肢尖焊缝可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结hf8mm和

28、 hf6mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结肢背：l 0.65N0.7413260119.9mm，取 130 mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结ww2he f f20.78200可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结肢尖：l 0.35N0.341326086.09mm ，取100 mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结ww2he f f20.76200可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结上弦肢背的槽焊缝内的应力由下面运算得到：h8

29、mm, h6mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结ff上弦与节点板间焊缝长度为350mm22可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2PKNN20.7540629046593可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结11220.7h l 2 1.2221.2220.743508可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结f wf159.4MPa 0.8 f w160MPa可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结22可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2PK1 N1N220.2540629046593可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳

30、总结20.7h l 2 1.2221.2220.7635012可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结ff36.4MPa w都中意要求。f w200MPa可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结 附图 上弦“ B”节点可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结、屋脊节点（见附图）上弦与节点板的连接焊缝，角钢肢背接受塞焊缝，并假定仅受屋面板传来的集中荷载，一般可不作验算。角钢肢尖焊缝应取上弦内力N 的 15%进行计可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结算，即N0.15N0.15685.38102.807kN其产生的偏心弯矩为可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师

31、归纳总结MNe102.8071000606168420 Nmm 。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结节点板尺寸如下图所示：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结设肢尖焊角尺寸验算肢尖焊缝强度：hf 26mm ，就焊缝的运算长度lw 2200265183mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结226MN2f20.7hf 2lw220.7hf 2lw 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2661684202102.807 1032（中意）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结f1.2220.76 18320.76183可编辑资料 - -

32、- 欢迎下载精品名师归纳总结126.90N/ mm2 w200N/ mm2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结f拼接角钢接受与上弦相同截面，热弯成形。拼接角钢一侧的焊缝长度按弦杆所可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结受的内力运算。设角焊缝焊脚尺寸算长度为：hft28mm 。就接头一侧需要的焊缝计可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结lN685.38 103ww153mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结40.7hf f f40.78200拼接角钢的总长度为：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结l2 l