24m钢结构普通钢桁架设计

1、24m普通钢屋架设计（4）PAGE 20米普通钢屋架设计（4）普通钢桁架设计第一章设计资料案 稗1.1凹设计一房屋跨度为的钢屋架，房屋平挨面尺寸为敖，地区雪压拌，基本风压为伴，分项系数为拌，冬季室外计算温盎度为版，不考虑地震设防阿。百 班1.2把钢材选用背，焊条采用凹型，手工焊；上弦办坡度哎，端部高度隘，埃每端支座缩进拌,挨下弦起拱板。 1.3荷载肮 敖 哎恒荷载标准值：靶 敖 芭 笆SBS唉沥青改性卷霸材肮 斑 柏 疤 唉 袄 0.35耙 吧 唉 懊20mm肮厚水泥砂浆找平斑层案 哀 拔 袄 按 拜 斑0.4肮 邦 绊 跋150mm巴厚加气混凝土保温般层坝 唉 奥 佰 敖 板 0.4败 靶

2、爱1.5芭6m般大型屋面板和灌跋缝熬 邦 安 背 霸1.6罢 伴 办 半吊哀顶埃 邦 拔 拜 耙 俺 氨0.4肮 皑 瓣 皑屋架支撑自重为胺0.12班0.011L鞍0挨 笆 扳 澳 0.384哎 凹 拔活荷载标准值： 跋 背 哀雪荷啊载颁 氨 稗 白 爱 爸 叭0.7傲 昂 拜 瓣屋面活荷肮载肮 哎 哎 拔 岸 背 0.64捌注：搬雪荷载和屋面活荷背载（二者取大值）第二章设计步骤伴 罢2.1确定屋架的形式和澳几何尺寸，确定节笆点尺寸以及计算各肮杆件长度；绘制屋蔼架的几何尺寸图；懊 扳 把 芭2.2伴屋架杆件的内力组爱合；荷载组合，计按算在单位力作用左瓣半跨的杆件内力系敖数；并绘制内力系吧数图；

3、挨 敖 扳 案2.3班杆件截面选择，按把轴心受力构件（拉唉或压）进行设计；拜 敖 佰 艾2.4埃焊缝计算，焊缝在岸轴心力作用下的强暗度计算；皑 半 背 坝2.5扒节点设计，根据节疤点板的几何尺寸，皑计算焊缝的实际长八度，根据计算焊缝邦的实际长度绘制节百点图；搬 霸 瓣2.6捌绘制屋架施工图。第三章设计内容昂 板 傲3.1扮杆件尺寸办 案 爱桁架计算跨啊度熬: 盎 拌 办 佰 鞍 扒跨中及端部高度敖 熬 氨 疤 碍桁架的中间高度啊：稗 稗 坝 摆 伴 般 百在白23.7m皑的两端高度班：盎 哎 奥 芭 斑在般24m爱轴线处端部高度板：熬 按 啊 靶 班桁架跨中起拱熬50mm邦（凹）。 按3.2懊

4、结构形式与布置岸 扒桁架形式与几何尺伴寸如柏图盎1案所示。皑 耙图暗1 吧 埃桁架形式及几何尺白寸白3.3按桁架荷载计算俺 袄永久荷载盎：肮 敖 昂 芭 巴SBS啊沥青改性卷按材鞍 败 疤 办0.35芭1.版35般=0.按4725爱 敖 碍 拔2爸0般厚水泥砂浆找平白层邦 俺 0.4矮1.翱35翱=0.5颁4败 熬 百 袄150颁厚加气混凝土保温熬层把 稗 熬0.4傲1.埃35爸=0.5罢4挨 艾 岸 啊1.5傲6氨大型屋面板和灌瓣缝肮 傲 败 案1.班6办1.埃35澳=2.唉16疤 扒 拜 巴吊顶皑 碍 邦 跋 八 拔 隘 般 0.4熬1.35=0.5斑4败 敖 稗 耙屋架支撑自重版0.12

5、 稗0.011L佰0班 按 伴 0.384扒1.坝35懊=0.背5184哎 版 八 隘 隘 扮 阿 唉 昂 芭 叭共熬 啊4.般771斑 办 拜可变荷载半：背 败 百 班 艾 般 隘 班雪荷巴载邦 靶 哎 按 伴 熬0.7笆1.4=0.斑983.4内力计算哎 摆内力分析中，通常艾作如下假定：熬 熬 肮 澳= 1 * G疤B2邦 扒碍所有荷载都作用在案节点上；搬 靶 颁= 2 * G霸B2蔼 唉半所有杆件都是等截佰面直杆；耙 伴 奥 啊 唉= 3 * G巴B2矮 板俺各杆轴线在节点处挨都能相交于一点；柏 白 背= 4 * G霸B2瓣 埃敖所有节点均为理想翱铰接。盎 俺 邦设计桁架时，应考胺虑以下

6、三种荷载组稗合：蔼（笆1八）全垮恒荷载全垮氨活荷载：跋 办 瓣 颁全跨节点永久荷载八及可变荷载 半（版2瓣）皑全垮恒荷载半跨埃活荷载疤 捌 哀全跨节点永久荷载佰：啊 半 扳 霸 哀 胺 扳半跨节点可变和载凹：肮 唉 办 澳 扮（巴3埃）矮全垮屋架包括支撑霸重半跨屋面板拌重扳+般半跨屋面活荷载斑 懊 百 唉全跨节点和桁架自扮重：般 笆 靶 懊（扳4柏）绊半跨节点屋面板自败重及活荷癌载佰: 胺 百 搬 (1俺)埃、岸（氨2岸）版为使用阶段荷载情邦况，傲（芭3颁）柏为施工阶段荷载情隘况。叭各荷载情况下的内蔼力进行组合，计算跋结果见罢表跋1笆。邦表巴1 背 凹杆件内力组合表（俺）杆件组合一内力设计值跨

7、恒活荷载kN1=51.76k上弦杆AB00BC CD-9.052-468.53DE EF-14.984-775.57FG GH-18.905-978.52HI-19.072-987.22IJ JK-19.48 -1008.28下弦杆ab4.705+243.53bc12.362639.86cd16.76867.5de18.724969.15ef18.305 947.47斜杆aB-10.601-548.71Bb8.732451.97bD-7.403-383.18Dc5.619290.84cF-4.415-228.52Fd2.973153.88dH-1.845-95.5He0.65444.19eg1

8、.122124.8gK1.798111.61 gI 0.61331.73竖杆Aa-0.5-25.88Cb Ec-1.0-51.76Gd Jg-1.0-51.76Ie-1.5-77.64Kf00翱3.5俺杆件的截面选傲择叭(翱表2柏）颁 艾3.5.1熬上弦杆俺 爱 暗整个上弦采用等截办面，按最大内力扮N=-1柏008巴.班28吧kN巴计算。佰=罢120懊6挨mm板,翱=瓣3618安mm疤.Q23罢5板钢罢f=215N/m板m霸2挨，压杆搬=15斑0叭。因背/百=扒3胺，故采用短边相拼摆的不等边角钢颁T稗形截面，整体稳定斑系数袄按啊b稗类查。袄经计算选用规格为胺阿 挨180吧1背25佰12唉（拜A

9、=绊7582绊mm稗2艾,啊 翱=跋3背5安坝7暗mm氨,败 败=皑96版.懊 巴1摆mm半）爱可得笆到胺 按 绊=120翱6奥/胺35胺.挨7板=阿3皑3.疤78柏 笆=150瓣 拔 =板3618坝/邦96岸.稗1吧=3颁7胺.岸6爸5 般=150敖由版=3摆7盎.佰6邦5矮,皑 巴查得柏b凹类捌=0.8唉70扳，即代入稳定条件摆 哎 =N/(袄A)=矮1008280胺/(0.8半70啊7582疤.4拜)=1翱5白2.扳85氨N/mm斑2 笆搬，故采用短边相拼坝的不等边角钢白T班形截面，不考虑空捌洞削弱，整体稳定昂系数懊按俺b败类查。胺需要的净截面面积艾为靶 笆A熬n奥=N/f=挨96915

10、0安/215=白4508背 mm败2熬选用规格为奥癌 1拜8按0 啊11疤0扮1扒2扒（奥A=罢6742艾mm蔼2爸,班 蔼=柏31岸.盎0伴mm癌,埃 =碍87矮.邦6岸mm瓣）芭可得岸到靶 熬 挨=阿3000般/案31板.氨0=97蔼 昂=350爸 隘 板=1安4肮850/熬87懊.巴6胺=捌17伴0胺 笆=350满足要求。摆 挨3.5.3班腹杆佰 耙 拌傲 扮aB绊杆绊 阿 N艾aB唉=-斑548唉。罢7邦N , 扳=颁=唉25安35靶mm澳 俺 百选用捌佰 1懊40袄9白0柏1班0颁（翱A=鞍4452扒mm皑2案,班 吧=隘44埃.岸7皑mm哎,哎 爸=鞍33.邦74疤mm霸）靶，长肢

11、相拼爱可得昂到罢 埃 绊 叭 爸=25巴35安/氨44瓣.傲7唉=澳56般.霸71埃 斑=150艾 邦 拌=25爱35爱/33.1=稗67扮.案78背 熬=150白由俺=凹67爸.疤78啊,扒 罢查得般b凹类氨=0.7芭95八，即代入稳定条件伴 艾=N/(按A)=凹548710案/(0.7奥95斑 熬4452佰)=氨155蔼 N/mm胺2 碍 215 N/背mm巴2满足要求。袄 暗 癌巴 罢B捌b暗杆按 柏N=哎451.97拌kN 把=拌2087mm佰,肮 艾=般2609mm霸.Q23蔼5阿钢扒f=215N/m般m颁2安，啊压杆败=350班需要的净截面面积啊为唉 拜A拔n吧=N/f=439跋.

12、9啊10瓣3挨/215=拜2046 mm斑2阿选用奥办 70氨8芭（稗A=罢2134mm凹2按,熬 胺=唉21.3mm碍,按 爱=懊33.0mm蔼）扒可得版到板 把=2087/21跋.3=98 罢=350盎 岸 安 皑=2609/33百=79 霸=350满足要求。扮 阿 挨霸 挨b岸D瓣杆袄 叭N=-3癌83.18巴kN 皑=坝2288mm搬,捌 岸=皑2860mm懊.Q235昂钢斑f=215N/m扳m芭2罢，压杆拔=350敖选用板唉 90 隘8傲（矮A=把2788mm哀2盎,埃 啊=颁27.6mm唉,八 八=办40.9mm暗）半，挨可得版到疤 般=2288/2拜7.6=83 鞍=150霸 奥

13、 坝=2860/40懊.9=70 疤=150挨由半=83稗,蔼 按查得巴b爱类敖=0.668按，即代入稳定条件巴 耙=N/(哎A)=371.8艾10扒3敖/(0.668罢2788)=19胺9 N/mm稗2 邦 215 N/袄mm蔼2满足要求。伴 翱 翱拔 佰D伴c鞍 俺杆唉 斑 N=搬290.84俺kN 扳=艾2288mm奥,胺 拌=哎2860mm伴.Q23邦5班钢熬f=215N/m懊m懊2癌，压杆背=350岸需要的净截面面积爱为啊 A哀n班=N/f=280拔.7案10哎3柏/215=氨1306 mm暗2氨选用稗按 70懊5澳（白A=叭1376mm袄2疤,绊 阿=哎21.6mm阿,翱 佰=白3

14、2.4mm扳）矮可得叭到办 皑=2288/21绊.6=106 奥 奥=350坝 版 扳=2860/32瓣.4=88.3 安 爱=350满足要求。巴 安 俺霸 搬c斑F案杆爱 氨N=-靶228.52爸kN 靶=搬2495mm挨,坝 按=笆3119mm稗.Q23爸5按钢板f=215N/m安m拜2蔼，压杆挨=350爱选用安埃 90氨6搬（扮A=百2128mm癌2伴,哀 氨=艾27.9mm搬,氨=把40.5mm隘）扮，熬可得扳到百 按 佰=2495/27爸.9=89 案=150唉 稗 案=3119/40邦.5=77 罢=150般由办=89埃,敖 捌查得靶b鞍类耙=0.628埃，即代入稳定条件跋 阿=N

15、/(懊A)=266.4懊10霸3哎/(0.628 拔2128)=20盎2 N/mm稗2 阿 215 N/把mm肮2满足要求。敖 隘 瓣捌 F瓣d熬 懊杆摆 哎 N=+153.88盎kN 岸=2495mm颁,盎 胺=吧3119mm扒.Q23扮5阿钢懊f=215N/m板m颁2巴，压杆按=350胺需要的净截面面积暗为把 扒A败n版=N/f=153疤.1啊10肮3暗/215=熬712 mm扒2埃选用跋皑 63敖6疤（哀A=芭1458mm败2跋,拜 捌=胺19.3mm百,爸 隘=疤29.8mm蔼）搬可得澳到拜 板=2495/19翱.3=129 癌 昂=350柏 背 案=3119/24疤.5=105 半

16、癌=350满足要求.爸 班 碍俺 俺d岸H疤杆奥 版 N=-吧95.5碍kN 摆=胺2708mm澳,罢 拜=隘3385mm伴.Q23佰5矮钢案f=215N/m笆m挨2巴，压杆昂=350稗选用百伴 70肮6鞍（昂A=颁1632mm隘2氨,拌 稗=爱21.5mm败,斑 拔=熬32.6mm癌）熬，瓣可得拌到摆 耙 拔=2708/21版.5=126 哎=150翱 背 百=3385/32板.6=103 拌 爱=150肮由稗=126拜,案 柏查得班b扳类熬=0.406稗，即代入稳定条件袄 阿=N/(熬A)=144.9矮10芭3澳/(0.406 盎1632)=21佰8 N/mm笆2 按= 215 N/笆mm

17、凹2满足要求。捌 翱 拜板 H啊e澳杆挨 笆 N=-败27.9kN 办=耙2708mm耙,傲 叭=扒3385mm奥.Q23般5瓣钢唉f=215N/m昂m颁2把，压杆霸=350碍选用蔼般 63肮5挨（邦A=敖1228mm昂2背,绊 盎=摆19.4mm懊,摆 靶=爱29.6mm鞍）熬，昂可得柏到盎 芭=2708/19埃.4=139 捌=150唉 拜 笆=3385/29哎.6=114 办 板=150拌由哎=139肮,鞍 翱查得搬b扒类百=0.349傲，即代入稳定条件般 斑=N/(昂A)=0.438敖10八3蔼/(0.349 皑1228)=1.板02 N/mm绊2 败 215 N/靶mm奥2满足要求.

18、佰 板 叭 挨跋 扒eg胺 般杆翱 摆 N=+懊132.09挨kN 岸=唉2926mm八,癌 爸=碍3657mm版.Q23耙5拔钢拌f=215N/m拔m鞍2熬，压杆稗=350奥需要的净截面面积跋为按 A邦n氨=N/f=柏132090奥/215=败614安 mm颁2氨选用柏熬 63按5捌（胺A=唉1228mm爱2袄,挨 蔼=昂19.4mm澳,柏 盎=俺29.6mm啊）可得坝到罢 爸 版 哎=2926/19俺.4=151巴 稗 暗=350氨 霸 靶=3657/29.6=124 爸 敖=350满足要求。败 哀 奥盎 半gK版杆爸 敖 N=-办47.43鞍kN 埃=捌2926mm摆,啊 啊=哎3657

19、mm叭.Q23拜5巴钢肮f=215N/m疤m埃2啊，压杆碍=350俺选用袄阿 70隘5班（敖A=澳1080mm熬2岸,案 奥=拔21.6mm傲,熬 拜=昂32.4mm搬）挨，扮可得到爸 肮 吧 扮=2926/21皑.6=135敖 盎 阿=150熬 爸 跋 半=3657/32啊.4=113 邦 隘=150叭由岸=135拌,邦 耙查得坝b傲类奥=0.365胺，即代入稳定条件扳 半=N/(办A)=肮47430埃/(0.365 瓣1080)=绊120.31坝N/mm澳2疤安215 N/mm霸2把满足要求蔼。柏表奥2 百 芭杆件截面选择表杆件内力设计值/kN截面形式与规格截面面积/mm2计算长度/mm回

20、转半径/mm长细比稳定系数应力设计值N/mm2弦杆JKIJ -1008.281801251275821206361835.796.133.7837.650.870152.85de 969.151801101267423000148531.087.697170210斜杆Aa-25.88125801039402087260939.833.163.4676.30.714192aB-548.7 140901044522535253544.733.7456.7167.780.795206bB451.97 70821342087260921.333.098790.668199Cb-51.76 705137

21、62535253521.632.410688.3214bD-383.18 90827882288286027.640.983700.668202Dc+290.84 70513762288286021.632.410688.30.389105Ec-51.76 70616322535253521.532.61261030.406218cF-228.52 90621282495311927.940.589770.6281.02Fd153.88 63614582495311919.329.81291050.304130Gd-51.76 70510802926365721.632.41351130.36

22、5226dH-95.5 70512282926365719.429.6103670.53633Ie-77.64 50616322708338521.532.61261030.406165.86eG-50.27 5059602495311915.324.51351060.36575gK-47.43 70510802926365721.632.41351130.36581.17Kf0 56510842495311917.226.91481180.315127gI31.73 638190222882860=23.9=131.20.3831643.6节点计算板 澳 暗3.6.1盎杆件与节点板的焊俺缝计

23、算拌 奥3.6.2柏节点设计胺钢桁架一般在节点氨处设置节点板，把半汇交于节点的各杆办件都与节点板相连把接，形成桁架的节凹点，各杆件把力传奥给节点板并互相平敖衡。一般杆件把全巴部内啊力哎N盎传给节点板，而在佰节点处连续的杆件凹则把两侧的内力差斑传给节点板；当节阿点上作用有荷载时柏，则传给节点的力翱为袄N般或芭 敖与袄P靶。有局部弯矩的杆件则还要传递弯矩把和剪力。办3.7罢节点尺寸及受力熬 霸3.7.1颁节霸点班A绊（如拜图白2俺）凹因肮为懊A氨B杆内力吧为凹0霸，所以按构造要求白设计焊缝。按画图稗时为满足腹杆焊缝澳长度所确定的节点疤板实际宽度设计焊蔼缝长度颁,爸焊脚尺寸笆。图2 节点A碍 扮3.

24、7.2搬节哀点鞍B罢 哎（如图疤3）办弦杆肢背为塞焊缝柏，节点板厚度为扮塞焊缝强度验算：百设焊脚尺背寸唉 柏弦杆肢尖角焊缝强白度验算：设焊脚尺寸 且图3 节点B按3.7.3爱节碍点搬C 肮（如吧图扮4扒）颁 皑因为节班点把C澳两侧按为埃0办，所以按构造要求碍设计焊缝。按画图半时为满足腹杆焊缝拔长度所确定的节点翱板实际宽度设计焊俺缝长度挨l=靶170mm盎,百焊脚靶hf=5mm颁 懊 办 笆 肮 耙图霸4罢 耙节般点败C叭3.7.4澳节蔼点办K罢(艾屋脊节坝点傲)扮（如颁图败5柏）稗竖啊杆肮K笆k坝杆端焊缝按构造取八为案5mm伴和坝80mm盎。上弦与节点板的傲连接焊缝，角钢肢奥背采用塞焊缝，并唉假定仅受屋面板传芭来的集中荷载，一案般可不作计算。角碍钢肢尖焊缝应取上背弦内力的皑15%挨进行计算，即把N=隘。产生的偏心弯矩芭：岸 案 袄 澳 百M=案Ne=158.9百10啊3凹80=12712癌000Nmm盎现取节点板尺寸如肮图所示。稗设肢尖焊脚尺寸疤h懊f2昂=坝10mm翱,艾则焊缝计算长度班l八w2安=200-2跋10-5=埃175mm扒。验算肢尖焊缝强碍度：图5 节点K (满