21m屋架钢结构计算书要点

1、结构形式及支撑布置，5。: 350 1t C且八J 500X 7=10500桁架的几何尺寸如下图1.1所示:g玄C图1.1桁架形式及几何桁架支撑布置如图1.2所示：、hXXXXXXXX:、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:0.15* ,101/10=0.15楝条自重（间距1.5m）: 0.333kn/m2保温层荷载：0.65 kn/ m2恒荷载总和：1.485 kn/m2可变荷载：屋面活荷载（雪荷载）：0.5 kn/m2积灰荷载：0.8 kn/ m2可变荷载总和：1.3 kn/m2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

2、体形系数为-0.5,故负风设计值 为（垂直屋面）：迎风面： 一= 一 二。，二 一。广=。二 kn/m2背风面：-一二。,一口。: =。,3、kn/m2屋架计算跨度：10 -1 -300 = 20.7m考虑以下两种荷载组合全跨永久荷载+全跨可变荷载由可变荷载控制的组合：F =（1.21.485+1.4x0.5+1,4x 0.9口0.8/（21- 0.3” 出 6=30.9kn有永久荷载控制的组合：F =（1.35x1.485+140.54）.7 +L永 0.9M 0.8）父（21- 0.3）/出 6=15.2kn全跨永久荷载+半跨可变荷载永久荷载：F1 = 1.2 q.4蛉（21-0.3）/1

3、4x6 =15.SKN可变荷载：F2 = (1.4M0.5+1.4父0.9,8)父(21 0.3) /14 M6=15.2KN三、内力计算a.ce号h(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5.884L 090g3.081(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:杆件名称杆件编号单位力作用时的内力系数组合(1)组合(2)计算内力全跨A左半跨B右半跨CF*AF1*A+F2*BF1*A+F2*C上弦杆AB0.0000.0000.0000.00.00.00.0BD-7.472-5.310-2.162-232.4P-198.8P-150.9-232.4D

4、F-11.262-7.339-3.923-350.2-289.5-237.6-350.2FHP-12.180-6.861-5.319-378.8P-296.7P-273.3-378.8下弦杆ac4.1003.0101.090127.5110.581.3127.5ce9.7446.6633.081303.0255.2200.8303.0eg11.9627.3264.636372.0300.4259.5372.0gg11.7685.8845.884366.0275.4275.4366.0斜腹杆aB-2.043-5.641-2.043-239.0P -207.2-152.5-239.0Bc1.848

5、3.9601.848180.6152.0120.0180.6cD-1.776-2.633-1.776-137.1P -109.7-96.7-137.1De1.5701.2221.57086.862.768.086.8eF-1.525-0.047-1.525-48.9P -25.6-48.0-48.9Fg1.367-1.0391.36710.210.626.026.0gHr -1.2001.913-1.20022.2r 40.37.040.3竖腹杆Aa-0.500-0.5000.000-15.6-15.5-7.9-15.6Ccr-1.000-1.0000.000-31.1r -31.0-15.8

6、-31.1Ee-1.000-1.0000.000-31.1-31.0-15.8-31.1Gg-1.000-1.0000.000-31.1-31.0-15.8-31.1四、杆件设计上弦杆：整个上弦杆采用相等截面，Nmax =-378.8KN lox=150.75cm 10y =2l”=301.5cm设九二100,查表可知为b类截面，儿点g=115.8,甲=0.422需要截面积A二N/78.85；。笳料 0.422310需要的回转半径：广=葭=275 =1cmiy =必=5 =3.01cm九 100九 100根据需要的A、ix、iy查用钢规格表，选用2L100X 80 X 8（短边相并），A=27

7、.8cm2,ix=2.37cm,iy =4.66cm,.150.75r i 口301.5、iZox -63.6 PJ-150Aov -64.7 Ul-150ox 2.37oy 4.66由b = I00 =12.5竺6型=化.9则近似 % = % = 64.7查表得邛=0.782t 8匕y yrrTrfN378.8 1032 CYCKI ,2则仃=2=174.2N/mm 310N/mmf0.78227.8102填板每个节间放一块，11 = 75.4cm ：二 40 3,15= 126cm下弦杆：整个下弦杆采用同一截面，N max =372.0KNlox =300cm 10y =600cm设人=1

8、00,查表可知为b类截面,、fy =115.8, 235=0.422需要截面积A二4372 1030.422 310 102=28.4cm2需要的回转半径：广二厂喘二风,y loy 600i = 6cm100根据需要的A、ixiy查用钢规格表，选用 2100X110X10 （短边相并），A=56.8cm2,ix=3.13cm, iy=8.71cm,二 300一3.13翳二68350由1果=18*=187则近似&9372 1030.707 56.8 102= 92.6N/mm2 ：310N / mm2填板每个节间放一块，11 = 300cm :二5.8 = 464cm斜腹杆杆件 aB: N=-2

9、39,0KN10x=253cm10y =253cm设儿=100,查表可知为b类截面,fy =115.8,=0.422235需要截面积AU239 103 _20.422 310 1022=18.3cm需要的回转半径：厂嗡=2.53cm 根据需要的A、ix、iy查用钢规格表，选用2L100X 63X 6（长边相并），A=19.24cm2, ix=3.21cm, iy =2.53cm,2533.212.53yz = y =100查表得D =。;5由b = 62 =10.5工6 =22.5 则近似t 0.6b1N 239 103贝U 仃=2- = 223.8N / mm 310 N / mmf 0.5

10、55 19.24 102填板放两块，l1 = 84.3cm-0 3.21 = 128.4cm杆件 gH： N =40.3KNlox = 0.8l= 0.8 339 = 271.2cmloy = l = 339设 =100,查表可知为fyb类截面,235= 115.8,=0.422需要截面积A=40.3 1030.422 310 1022=3.1cm需要的回转半径l 2712ix = 3 =- = 2.71cm100.y loy 339i = = = 3.39 cm100根据需要的A、iy查用钢规格表，选用2L 75X 5, A=14.8cm2, ix=2.32cm, i =3.33cm, xy

11、2712. 一一x = =11.7 ：二 I I - .u2.32339 =101.8 I .1-1503.33.b7.50.58loy由一 10.7 :二y -26.2t0.7b则近似力-yz=*Uy 10.475b42 2loy t0.475父 7.54=101.8父 1+22339 M0.7=104.5查表得=二.则1 5 a*工： 102 =57.9N/mm2 ：310N/mm2填板放三块，l1 -84.8cm ： i 2.3 -92cm杆件 Gg:N=-31.1KN lox =0.8l =0.8 289 = 231.2cml“ = l = 289cmoxoy设k100,查表可知为b类

12、截面，臣=115.8,5=0.422 需要截面积A=f 0h=2.4cm2需要的回转半径：ix工需=2.31cm.y _loy _ 289i 一 一100=2.89cm根据需要的A、ix、iy查用钢规格表，选用2L 75X 5, A=14.8cm2, ix=2.32cm, i=3.33cm, xyx二于二：y =期=86.8 J J - 3503.33义 b 7.5 彳0.58loy由 =10.7； y =22.3t 0.7b则近似4 0.475bl 2t2loy I _4 个: 0.475x7.5=86.8 父 1 +222892 M 0.72 ,=90查表得邛= 0.621N 31.3 1

13、0322则 c = =5 =33.8N / mm : 310N / mmf 0.621 14.8 102填板放三块，l1=72.25cm-0 2.3 -92cm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lox =0.91,其余杆件除Aa Ba gH外，lox = 0.8l。杆仲君称国力设席1rxAa Ba BcCccD腹杆DeeEeF-31.140.3y,积诛蒯面解仰胸幽可-378.815C372.0-15.6300199.801.5L100 X280 8.0002080X56018 174.2 150.099.02 L 2X3.7X 192.6

14、13.7-239.0253.053.0L100 X 俊 2180.6-31.1-137.186.8-31.1-48.926.0209.061.3L100 X 俊 222.2822072249249.912.91223127128.02L75 X14.8350150每节【6 223.8 15016 181.2 350.0275 X14.8.4L100 X 俊 229.5150% 153.2 150.4L100X1332 6 82.7.02L75 X14.8 32.1.42L75 X14.8.42L75 X14.860.260.2.02L75 X14.8 60.260.23501501503501

15、50150五、节点设计下弦节点“ c”:E50型焊条角焊缝的抗拉、抗压、和抗剪强度设计值f；=200KN/mm2Q345钢,设 “Bc”肢背：lw1肢尖：lw223180.6 10 2 0.7 8 20013180.6 1032 0.7 6 200+2父8 =69.75mm取 70mm；+2M6=47.8mm 取 50mm。杆的肢背和肢尖焊缝hf=8mm和6mm,则所需的焊缝长度为:设“Dc”杆的肢背和肢尖焊缝尺寸分别为hf=8mm和6mm,所需的焊缝长度为:肢背：，肢尖：，lW12 137.1 103 2 8 =56.8mm2 0.7 8 200取 70mm;1 31 137.1 103lw

16、 =工+26 = 27.2mm 取 50mm。1 2 0.7 6 200“Cc”杆的内力很小，只需要按构造确定焊缝，取 hf=6mm, lw = lw = 70mm12根据上面求得的焊缝长度，并考虑杆件之间应有的间隙以及制作和装备等误差，按比例绘出节点详图，从而确定节点板的尺寸为445mr 510mm下弦与节点板的连接的焊缝计算长度为52.5-1.2=51.3, hf=6mm。焊缝所受的左右两下弦杆的内力差为AN =303kN _127.5kN =175.5kN ,肢背的力最大，取肢背进行计算，则肢背处的焊缝应力为:2 175500f =27.2N/mm2 200N/mm2f 2 0.7 6

17、51.3焊缝强度满足要求。上弦节点“ B” ：设“aB”杆的肢背和肢尖焊缝hf=8mm和6mm,则所需的焊缝长度为:肢背：lw12 239 103二2 8 = 87mm2 0.7 8 200肢尖:13-239 103lw2 6 = 59mm2 2 0.7 6 200取 90mm;取 60mm。Bc”杆与节点板焊缝采用和“ c”节点相同上弦节点板的连接焊缝，节点板缩进 8mm,肢背采用塞焊缝，承受节点荷载 31.1KN,hf = - =3.5mm 231.1 1032： w2lw =lw =40 -0.7 =39.3mm； = 16.1 N/mm ：:： - f ff =1.22 200 = 2

18、44N / mmw122 0.7 3.5 393根据上面求得的焊缝长度，并考虑杆件之间应有的间隙以及制作和装备等误差，按比例绘出节点详图，从而确定节点板的尺寸为290mr 295mm肢间焊缝承担弦杆内力差an =180.6KN ,偏心距e=8-3.5=4.5cm,偏心力矩 M= ANe=180.6X4.5=8.127 KN1m,采用 m =8mm对AN :-f3180.6 102 0.7 8 393=41.0N mm26Mf22helw则焊缝强度为:= 28.2N / mm26 8.127 10622 0.7 8 3932Jf2821+412 =47.1N / mm2 196.8 cm2 ,垫板采用一40X 40X 10,孔径11mm实3 14 22c际底板净面积 A =225 -2 2 1 =21