15m梯形钢屋架计算书

1、梯形钢屋架课程设计- |1 工.梯形钢屋架课程设计计算书1.设计资料：1、车间柱网布置：长度 96m ;柱距6m ;跨度15m。2、屋面坡度：1 ： 10。3、屋面材料：压型钢板。4、荷载1）静载：屋架及支撑自重 0.45KN/m2。2）活载：屋面活荷载 0.5KN/m2o5、材质 Q235B钢，焊条E43XX系列，手工焊。6、屋架采用平坡梯形屋架，无天窗，外形尺寸（取一半）如图 1所示2 .结构形式与选型屋架形式及几何尺寸如图所示根据厂房长度（96m>60m）、跨度及荷载情况，设置上弦横向水平支撑2道，下弦由于跨度为15m故不设下弦支撑。如图 2图23、垂直支撑垂直支撑必须设置。对于本

2、屋架结构，在跨度中央设置一道中间垂直支撑,在屋架两端各设置一道垂直支撑。垂直支撑只设置在有横向水平支撑的同一柱间 的屋架上，如图3所示。CC2CC14 .荷载计算屋面活荷载0.5KN/m 2进行计算。荷载计算表荷载名称标准值（KN/m2）设计值（KN/m2）屋架及支撑自重0.450.15X 1.35 = 0.608口受柿载总和0.50.7荷载组合方法:1、全跨永久荷载 F1 +全跨可变荷载F22、全跨永久荷载Fi +半跨可变荷载F23、全跨屋架（包才支撑）自重 F3+半跨屋面板自重 F4 +半跨屋面活荷载 F25 内力计算屋架构件内力组合表杆 件 名 称杆 件 编 号单位荷载F= 1静载作用（

3、KN/n2）活载（KN/n2） 0.7杆件内力计算 内力在 左在 右全 跨全部 恒载3.578屋架 支撑0.608大型屋面板1.89在 左在 右全 部组合一组合二组合三在左在右全部上弦杆AB0.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.00BC-4.69-2.16-6.23-22.28-3.79-8.86-4.09-11.77-3.28-1.51-4.36-143.84-138.02-86.01-143.84CD-4.68-2.16-6.22-22.25-3.78-8.85-4.08-11.75-3.28-1.51-4.35

4、-143.63-137.83-85.89-143.63DE-6.21-3.93-9.00-32.19-5.47-11.73-7.42-17.01-4.34-2.75-6.30-207.85-197.30-116.34-207.85EF-6.20-3.92-8.99-32.17-5.47-11.72-7.42-16.99-4.34-2.75-6.29-207.70-197.15-116.26-207.70下弦ab-1.21-2.82-3.49-12.49-2.12-2.29-5.34-6.60-0.85-1.98-2.44-80.62-72.00-28.38-80.62bc1.87-0.831.

5、013.600.613.53-1.571.901.31-0.580.7023.2526.5129.4429.44杆cd2.070.722.318.261.403.911.364.361.450.511.6253.3352.4336.5253.33斜aB-5.06-2.05-6.51-23.31-3.96-9.56-3.87-12.31-3.54-1.43-4.56-150.49-144.99-92.14-150.49腹Bb3.381.834.6816.762.856.393.468.852.371.283.28108.19103.2862.69108.19杆bD-2.15-1.79-3.42-

6、12.25-2.08-4.06-3.39-6.47-1.51-1.25-2.40-79.09-74.28-41.31-79.09Dc0.731.551.836.551.111.382.933.460.511.081.2842.2738.1116.2142.27Cf0.38-1.54-0.71-2.54-0.430.72-2.90-1.340.27-1.07-0.50-16.41-12.292.99-16.41竖Aa-0.500.00-0.50-1.79-0.30-0.950.00-0.95-0.350.00-0.35-11.55-11.55-8.63-11.55杆Cb-0.930.03-0.9

7、1-3.27-0.56-1.770.06-1.73-0.650.02-0.64-21.10-21.18-16.07-21.18Ec-0.950.03-0.93-3.34-0.57-1.800.05-1.77-0.670.02-0.65-21.58-21.66-16.42-21.66Fd0.080.080.853.030.520.150.151.600.060.060.5919.5816.683.9019.586杆件设计1、上弦杆EF杆件的最大设计内力设计,即 N= 255KN整个上弦采用等截面，按 上弦杆计算长度：在屋架平面内：l1.508m, 10y 2X1.5083.016m上弦截面选用两

8、个不等肢角钢，短肢相并。腹杆最大内力N= -152.9 KN,中间节点板厚度选用8mm10mm,支座节点板厚度选用设入=60 , （）= 0.807,截面积为 A一 一一一 一 3N 210.32 M03，2=1327.4mmGf 0.807 X215需要回转半径:l 0x=入1.508m60=25.1mm3m = 50.3mm60查表选用2h厂110X 70X 6上弦截面,10x 1508七=m = 75.0mm10y iyix 20.13016m =85.2mm35.4满足长细比要求，入y入X杳表 小丁0.655一一3= 210.32 10 =l51.5MPa<215MPaMA 0.

9、655X2120满足要求其余计算结果见下表屋架杆件截面选择表杆 件 名 称杆 件 编 号内力(KN)计算长度cm截面规格截面 面积(cm2)回转半径(cm长细比容许长 细比入稳定系数计算应力NMA(N/m怆)l 0x10yixiy入x入y鼠上弦FG-210.32150.830.162 1厂 110X70X621.22.013.5475.085.2150.000.7200.655151.55下弦ab-80.6230088521 厂 80X 50 X 534.402.534.63118.58191.14150.000.4470.204-114.88斜腹aB-150.492532532 1厂 56

10、X 531.001.744.86145.4052.06150.000.3220.847-150.76Bb108.19209.04261.32 1厂50 X514.421.594.32131.4760.49350.000.3830.807195.89bD-79.09229.12286.42 1厂 50 X 514.421.594.32144.1066.30150.000.3290.774-166.71Dc42.27229.12286.42 1厂 50 X 511.221.283.14179.0091.21350.000.2270.614165.96Cf-16.41249.92312.42 1厂5

11、0 X519.241.794.78139.6265.36150.000.3490.780-24.44Fd-21.82249.92312.42 1厂50 X519.241.794.78139.6265.36150.000.3490.780-32.50竖杆Aa-11.55159.21992 1厂 56 X 58.121.143.09139.6564.40150.000.3490.786-40.76Cb-21.18183.22292 1 50 X 511.221.283.41143.1367.16150.000.3330.769-56.69Ec-21.66207.225921厂 50 X523.60

12、1.383.72150.1469.62150.000.3080.757-29.80Gd19.58231.22892 1厂 56 X 511.221.283.14180.6392.04350.000.2250.60877.567、节点设计1.下弦节点用E43型焊条角焊缝的抗拉和抗压、抗剪强度设计值ffw = 160MPa。下弦节点“ b”a.下弦节点“ b”，设“ Bb”杆的肢背和肢尖焊缝为hf = 6mm。所需的焊缝长度为肢背：lw0.75N r W2heff0.75 X081902 >0.7 >6 X60=60.37mm ,取 70mm。肢尖：lw0.25Nw2heff0.25

13、X081902>0.7>6 M60=20.12mm ,取 50mm。设“bD”杆的肢背和肢尖焊缝为 hf =6mm。所需的焊缝长度为肢背:0.75Nw2heff0.75 M9090、,、,=44.13mm ,取 50mm。2 >0.7 >6 法0肢尖:0.25Nw2heff0.25M9090-7一、, 、,一= 14.71mm ,取 50mm。2>0.7>6 X60“Cb”杆内力很小，取 hf=6mm。综合取节点板尺寸 300mm x 230mm下弦与节点板连接的焊缝长度为30.0cm, hf = 6mm。焊缝所受的力为左右两下弦杆的内力差A N = 110

14、.06KN,受力较大处的肢背出的焊缝应力为0.75 X100602>0.7 法(300 12)34.1MPa <160MPa焊缝强度满足要求2.上弦节点“ B”“Bb”杆与节点板的焊缝尺寸同上。N=150. 49KNN=108. 19KN上弦节点"B"设"aB”杆的肢背和肢尖焊缝 hf = 8mm和6mm,所需焊缝长度为肢背：lw0.75Nw2heff0.75 X504902>0.7>8 M6062.98mm,取 70mm肢尖：lw0.25Nw2heff025X504902>0.7法 X6027.99mm ,取 50mm节点板上边缘缩

15、进上弦肢背8mm。用槽焊缝把上弦角钢和节点板连接起来。槽焊缝作为两条焊缝计算，需在强度设计值乘以 0.8的折减系数。假定集中荷载P与上弦垂直，上弦肢背槽焊缝内的应力计算如下：一，一”hf=6mm, hf = 8mm上弦与节点板焊缝长度为 290mm,则,ki(Ni N2)2(c?G , (0.75X43840)2 (力01)2r2M22 一 R2X.222>0.7h；lw2M7>6 >(290 12)=53.49MPa <0.8ffw=128MPa忆四N2)2(P )2X.22上弦肢尖角焊缝的切应力为(0.25X43840)2 ( 23101 )2 2X.222 >

16、;0.7hfl；2 >0.7 >6 >(290 12)= 53.49MPa<0.8ffw = 128MPa4.屋脊节点“ K设拼接角钢与受压弦杆之间的角焊缝hf =8mm,则所需焊缝计算长度为（一条焊150 1501212Lll屋脊节点"G"2103204 >0.7 >8 16058.68mm拼接角钢长度1s 2(1 w 2hf)+弦杆杆端空隙20,拼接角钢长度取180mm。上弦与节点板之间的槽焊缝，假定承受节点荷载，验算如下设"FG”杆的肢背和肢尖焊缝为 hf = 8mm和6mm。所需的焊缝长度为肢背：1w0.75Nw2hef

17、f0.75 >2103202 >0.7 >8 法0=88.02mm ,取 110mm。肢尖：l''w0.25Nw2heff0.25 >2103202>0.7>6 X6039.12mm ,取 60mm。验算节点板强度上弦与节点板焊缝长度为150mm,则. RN2(2 X.22)2 >0.7hflw.(0.75X210320)2 ( 23101 )2.2X.222>0.7>8米50 12)=102.24MPa < 0.8ffw=128MPa上弦肢尖与节点板的连接焊缝，应按上弦内力的15%计算，lw=117 6-15 = 9

18、6mm,焊缝应力为0.15 >2102302 >0.7>6 X639.15MPa6 >0.15 X10230>54.32M.7万 亥62132.71MPaMM bf1.22)2(39 15)2 (132.71)2( .)(1.22)115.61MPa<160MPa3.支座节点“ A”为了便于施焊，下弦杆角钢水平肢的底面与支座底板的净距离取160mm。在节点中心线上设置加劲肋，加劲肋的高度与节点板高度相等，厚度 10mm。N=11.55KN(1) 支座底板的计算。支座反力R= 23101X6 (竖向支座反力单位系数)=138606N。设支座地板的平面尺寸采用240X 360mm,现仅考虑有加劲肋部分的底板承受支座反力，则承压面积为 280X 230= 64400mm2。验算柱顶混凝土强度：(T An138606644002.15MPa<f c 12.5MPac支座板底厚度按屋架反力作用下的弯矩计算，节点板和加劲肋