三角形钢屋架计算实例

1、普通钢屋架设计实例1 设计资料北京地区一单跨厂房屋盖，跨度24m，长度114m，柱距6m。屋架采用24m芬克式三角形钢屋架，屋架简支在钢筋混凝土柱上，上柱截面为400mm400mm，混凝土强度等级为C20级，柱网采用封闭轴线。厂房内设有一台起重量为Q=30t的中级工作制桥式吊车。钢材为Q235钢，井具有机械性能四项，抗拉强度、伸长率、屈服点、180冷弯试验和碳、硫、磷含量的保证；焊条采用E43型，手工焊。0.24kNm2，檩条采用槽钢。屋面均布活荷载为0.30kNm2；基本雪荷载为0.30kNm2。屋架形式及几何尺寸：屋面坡度i=12.5，屋面倾角计算跨度为弦长度为?arctg?1/2.5?2

2、148，屋架l0?l?300?23700mm，屋架跨中高度为 H?23700/5mm?470mm，上，取6节间，节间长度为度为?scos?2127?0.9285?1975mm。如图9-18示。图9-18屋架几何尺寸及内力2 支撑布置根据厂房长度为120m?60m，跨度l=24m和有桥式吊车的情况，在厂房两端第二柱间和厂房中部设置三道上弦横向水平支撑、下弦横向水平支撑及垂直支撑；并在上弦及下弦各设三道系杆。上弦因有檩条亦可不设系杆。如图919示。1 / 5图9-19 屋盖支撑布置（a）上弦支撑系统、（b）上弦支撑系统、（c）上弦支撑系统3 檩条布置1檩条布置檩条采用槽钢檩条，每节间放两根，檩距为

3、21273=709mm，檩条跨中设一根拉条。 Sk?1.25?0.3?0.375中波石棉瓦重 本丝板重kNm2。雪荷载与活荷载不同时考虑，取较大值，按雪荷载计算。Sk?0.2?0.709?0.14Sk?0.24?0.709?0.17攘条和拉条重?0.10 合计gk1?0.41雪荷载重qk1?0.375?0.709?cos?0.24 2檩条均布荷载设计值?g1?q1?1.2?0.41?1.4?0.24?0.828 KN/m?g?g3内力计算1y?q1y?g1?q1?sin?0.828?0.3714?0.308?q1y?g1?q1?cos?0.828?0.9285?0.769 KN/m KN/m1

4、yMx?11g1y?q1y?l2?0.769?62?3.461?88 KN KNmMy?1?1?g1x?q1x?l2?0.308?32?0.347KNm 试选8号槽钢8，自重0.08KN/m，A?10.24cm，h?80mm，33b?43mm，tw?5mm，t?8mm，Wx?25.3cm，WyB?5.79cm，WyA?16.6/1.43?11.63cm3及受力情况如图9-20所示。验算点A（压）2 / 5，Ix?101.3cm4，?x1?1.05，?yA?1.05，?yB?1.2。截面MyMx346100034700 ?33?xWnx?yWny1.05?25.3?101.05?11.61?10

5、?158.77N/mm2?f?215N/mm2验算点B（拉）MyMx346100034700 ?33?xWnx?yWny1.05?25.3?101.2?5.79?10?158.77N/mm2?f?215N/mm2满足强度要求。5整体稳定性验算 因在檩条跨中设有一道钢拉条，故可不进行该项验算。6刚度验算 验算与屋面垂直平面的相对挠度，按短期荷载效应组合进行。 荷载标准值?gk1?qk1?0.41?0.24?0.65 KN/m?gk1y?qk1y?gk1?qk1?cos?0.65?0.9285?0.604 KN/m？10槽钢强度和刚度均满足要求。34 屋架设计 公式计算屋架和支撑自重，最后折算为屋

6、架上弦节点荷载。因为屋面坡度较小，风荷载为吸力，可不考虑风荷载和积灰荷载影响。 檩条作用在屋架上弦的集中力为FQ?2?g1?q1?l/2?2?0.828?6/2?4.968KN屋架和支撑自重，按轻屋盖估算g2?l?0.01?23.7?0.237 KN/m2节点荷载设计值为3 / 5F?3FQ?g2a?6?3?4.968?0.237?1.975?6?17.748 KN 节点荷载F?17.7489l)最不利内力组合设计值，见表9-3。表9-3屋架杆件内力组合设计值 杆件 AB BC上弦杆 CD DE EF FG AH下弦杆HIIJDIBH、GHEK、FK 腹杆 HD、DKIKKGGJ 内力系数 -

7、14.81-13.66-14.07-13.70 -12.55 -12.95 +13.75 +11.25 +7.50 -2.79 -1.21 -1.21 +2.50 +3.75+6.25 0.00 内力设计值/Kn (F=17.748kN) -262.85 -242.44 -249.71 -243.15-222.74 -229.84 +244.04 +199.67 +133.11 -49.52 -21.48 -21.48 +44.37+66.56 +110.93 0.00 符号同上 正为拉杆 负为压杆 备注 上弦杆局部弯矩计算。按两跨连续梁计算，如图9-21示4图9-21节点荷载上弦杆局部弯矩图

8、端节间：M0?FQl/3?4.968?1.975/3?3.271KNm 中间节间及节点：M2?0.6M0?0.6?3.271?1.963KNm3杆件截面选择先将各杆件内力设计值、几何长度、计算长度入表9-4 内，分别计算各杆件需要的截面及填板，然后，填入表中。按弦杆最大内力-262.85kN，由表94选出中间节点板厚度为l0mm，支座节点板厚度为12mm。M2?1.963kNm；故该杆应按压弯杆计算。1)强度验算。截面强度验算由负弯矩控制。4 / 5FNMx262.85?1031.963?106 ?23An?xWnx27.6?101.2?36.2?10?140.4N/mm2?f?215N/mm22)弯矩作用平面内的稳定性验算。?x?l0 x/ix?212.7/3.09?68.8?150，按b类截面查附录（轴心受压稳定系数表），?x?0.758FEx?2EA/?x2?2?206?103/?68.82?103?1185.5kN按有端弯矩和横向荷载同时作用使弦杆产生反向曲率，故取等效弯