24m钢结构课程设计计算书

1、设计某厂房钢屋架一、设计资料梯形屋架跨度24m，物价间距6m，厂房长度120m。屋架支撑于钢筋 C25，柱顶截面尺寸 400mm400mm。屋面用预应力钢筋混凝土大型屋面板。上弦平面侧向支撑间距为两倍节间长度，下弦平面在柱顶和跨中各设一道纵向系杆。屋面坡度i=1/10。刚材采用Q235B钢，焊条E43系列，手工焊。二、屋架形式和几何尺寸屋架的计算跨度 l=L-300=24000-300=21000mm，端部高度取0H=2000mm，跨中高度H=3200mm0三、屋盖支撑布置 （见图1）四、荷载计算永久荷载：预应力钢筋混凝土屋面板（包括嵌缝）1.40KNm2防水层（三毡四油上铺小石子）找平层（2

2、0mm厚水泥砂浆）保温层（泡沫混凝土）厚40mm0.35 KNm20.0220=0.40 KNm20.25KNm2钢屋架及支撑重合计0.12+0.01124=0.384KNm22.784KNm2可变荷载：屋面荷载 0.5KNm2雪荷载 0.6KNm2由于可变荷载和雪荷载不能同时达到最大，因此去他们中的较大值。取0.6KNm2五、屋架杆件力计算与组合永久荷载分项系数1.2，可变荷载分项系数1.4.荷载组合：全跨恒载全跨活载全跨恒载半跨活载全跨屋架，支撑自重半跨屋面板重半跨活载节点荷载：永久荷载 F=1.22.7841.56=30.07KN1可变荷载 F=1.40.61.56=7.56KN2上弦杆

3、则需要的截面面积：A=Nf=5722800.751215=3544mm=35.44 cm2需要回转半径：i=l=150770=21.5mm按所选角钢进行验算：=l i=3014(6.1110)=49.3 =150y满足长细比要求。满足截面要求。下弦杆：ox根据屋架平面外上弦杆的计算长度，需要的截面：=l i=6006.04=99.3 =350y满足长细比要求。需要的截面积：A=N/f=35.49cm2查角钢型钢表，选用210010：A=38.6cm 35.49 cm，i =3.05cm，i=4.52cm。22xy按所选角钢进行验算：=li =83.2 =350 xxox=l i=56.2 -3

4、50yyoy=N/A=19.8Nmm f=215 Nmm满足截面要求。22xHe杆杆件轴力N=- =271.92KN，l =339.9KN。ox oy查角钢型钢表，选用2636：A=12.28cm ，i=1.94cm，i=2.97cm。2xy按所选角钢进行验算：=li = 118.5 =150 xxox=l i=96.7 =150 满足长细比要求。yyoy=N/A=20.13 Nmm f=215 Nmm满足截面要求。22x再分式腹无。屋架杆件截面选用表2iioyxyxy 2100102636210010263621001026362636210010230323032454 竖杆 245424

5、54 七、填板设计填板厚度等于节点板厚度等于10mm,进行计算，但填板间的距离不应超过受拉杆件80i受压杆件40iT 形截面i 为单个角钢对与填板平行的形心轴的回转半径，十字形截面i 为单个角钢的回转半径i 。填板尺寸：厚度=10mmb=5080mm，v保证b8h2hh 可按构造要求选用。高度T 角fff钢连接边宽度（1015mm，即填板伸出角钢连接边1015mm，受压构件除了满足l 40i，在构建两个侧向支撑点间的填板数不应小于2 个。上弦杆1AB （零杆）设置两块填板BC （压杆）l =150.7cm2=75.3540i=90.4 设置两块填板aCD （压杆）l =150.7cm2=75.

6、3540i=90.4 设置两块填板aDE （压杆）l =150.7cm2=75.3540i=90.4 设置两块填板aEF （压杆）l =150.7cm2=75.3540i=90.4 设置两块填板aFG （压杆）l =150.7cm2=75.3540i=90.4 设置两块填板aGH （压杆）l =150.7cm2=75.3540i=90.4 设置两块填板aHI （压杆）l =150.7cm2=75.3540i=90.4 设置两块填板下弦杆a（拉杆）l =285cm2=142.580i=186.3设置两块填板a（拉杆）l =285cm2=142.580i=186.3设置两块填板a（拉杆）l =28

7、5cm2=142.580i=186.3设置两块填板a（拉杆）l =285cm2=142.580i=186.3设置两块填板斜腹杆aBa l =253.9cm3=84.640i=122 设置两块填板aBb l =262.2cm3=87.480i=155.2 设置两块填板aDb l =287.3cm3=95.740i=122 设置两块填板aDc l = 287.3cm3=95.780i=155.2 设置两块填板aFc l = 313.2cm3=104.440i=122 设置两块填板aFd l =313.2 3=104.480i=155.2 设置两块填板aHd l = 339.9cm3=113.80i

8、=155.2设置两块填板aHe l = 339.9cm3=113.340i=122设置两块填板a八、屋架节点设计刚材采用Q235B钢，焊条E43，f =160,手工焊。t 角钢厚度，t 节点板厚度。wf12f12h t （12）12）=1110mmf1h 1.5t =1.510=4.74mmf22肢尖焊缝 h 1.2t 12=14.4mm取 6mmf21对其他杆件，厚度为 12mm，节点板厚度为 10mm，则f12f11f22f21fww1wff1ff8160）8=90.17mmww2wfff6160）6=45mm取 50mmf肢背：l = l +2 h=0.75N20.7 h f +2h=0

9、.7431.9920.78ww1wfff160）8=196.8mmwwfff160）6=92.35mm3）Cb 杆件的力较小，肢背和肢尖焊缝均按构造要求取值 h=6mm 。ffwfff8=117mmwwfff6=69.7mm取 70mmfwfffwwfffwwf上弦节点上弦节点上弦节点 B节点 如图，腹板 、Ba 的杆端焊缝，肢背和肢尖焊缝均取值 h=6m，力分配系数 0.7,0.3f1）杆件：Ba肢背：l = l +2 h=0.7N20.7 h f +2h=0.733340020.76160）ww1wff1ff6=185.6mm肢尖：取 190mml = l +2 h=0.3N20.7 h

10、f +2h =0.333340020.76160）ww2wff1ff6=86.4mm取 90mm2）杆件 Bb肢背：l = l +2 h=0.7N20.7 h f +2h=0.733340020.76160）ww1wff1ff6=185.6mm肢尖：取 190mml = l +2 h=0.3N20.7 h f +2h =0.333340020.76160）ww2wff1ff6=86.4mm取 90mm上弦杆 AB,BC 杆件的肢背和肢尖焊缝 h=8mm 和 6m，力分配系数0.75,0.25f1）AB杆 N=0肢背：l = l +2 h=2h8=16mm取 16mm取 12mmw1wff肢尖：

11、l = l +2 h=2h 6=12mmw2wff2）BC杆肢背：l = l +2 h =0.75N（20.7 h f ）+2h=0.75292530,317080（ww1wff1ff0.78160）8=171mm肢尖：取 175mml = l +2 h=0.25N20.7 h f +2h =0.25292530,31708020.7ww2wff1ff6160）6=81mm验算：取 85mm偏心距 28.3mm=96.7N=N N =317.08knBC BA偏心力矩 N=96.7317.08=306620Nm采用 h =10mm，l =41.52=39.5cmf2w2N= 317.08（20

12、.710395）=57.4fM317.08（20.710395 ）=0.872f（1.22） =57.4 f =16022wfff拼接节点ewwfffl = l +2 h=0.3N20.7 h f +2h =0.320.76160）ww2wff1ff6=37.86mmfwwnf1ffwN 的 15%计算，设wfwf1fff屋脊节点IhfL =553910/(0.710160)= 494.4mmw每条焊缝实际长度 L =250+w取 240wlw= 553910（20.710 ）=84.2焊缝计算1）杆件：，肢背：l = l +2 h=0.7N20.7 h f +2h=0.733340020.7

13、6160）ww1wff1ff6=185.6 mm肢尖：取 190，mml = l +2 h=0.3N20.7 h f +2h =0.333340020.76160）ww2wff1ff6=86.4mm取 90mmab 杆件的肢背和肢尖焊缝 h=8mm 和 6mm，力分配系数 0.7,0.3，则所需焊缝长度为肢背：fl = l +2 h=0.75N20.7 h f +2h=0.7517724020.78160）ww1wff1ff8=90.17mm肢尖：取 95mml = l +2 h=0.25N20.7 h f +2h =0.25177240（20.76160）ww2wff1ff6=45mm2）杆

14、件：Aa肢背：取 50mml = l +2 h=0.7N20.7 h f +2h=0.72052020.78160）ww1wff1ff8=24 mm肢尖：取 30mml = l +2 h=0.3N20.7 h f +2h =0.32052020.76160）ww2wff1ff6=16.5mm取 20mm底板计算支座反力：R=8F=37.638KNf =11.9 mm2c所需底板面积为 A （37.63KN10008）11.9=25297mm取锚栓直径为 d=20mm，锚孔直径为 40mm，则所需底板面积为2nA=A +A =252 .97+244+3.14444=253.01 cm2na按构造

15、要求采用底板面积为 b=250250=625cm 253.01 cm22底板净面积：A =625244=580.44 cm2n垫板采用 10010020mm，底板实际应力为（37.63KN1000788）580.44100=5.19 mm2a （12.51.22） （12.51.42） =16.8cm221b 16.8=8.36cm1b a =0.511查表得：=0.056qa =0.0565.1916.816.8=8203Nmm21所需板厚：t6M68203215=15.1t16mm，t =20mm25025020）mm加劲肋与底板连接焊缝计算，一个加劲肋的焊缝所承受的力为V=R4=737.

16、634=65.85KNVe=65.85(2504122)= m加劲肋高度与支座节点板高度相同，厚度与中间节点板相同 25048510。采用 h=6mm，验算焊缝应力：485-12=473mmlfwV= 65.85（20.710 ）=10.3fM3720（20.710）=7.1f（1.22） f =16022w节点板、加劲肋与底板的连接焊缝计算。fff取 h=8mm，l =2（50+202）120.8=170.4cmfw焊缝实际应力：=37.638KN （0.781704）=31.54 mm1.22160=195.2 mm22f材料表278.2992 11.1kg/m2215.5kg/m1.37kg/m15.1kg/m5.72kg/m2.74kg/m15.1kg/m5.72kg/m2.74kg/m15.1kg/m5.72kg/m2.74kg/m5.72kg/m15.1kg/m1.37kg/m7.9kg/m323242526272829210111213141516171819202122232425262728293031323334总重量22222220.02262165 7.9kg/m30.01701265 7.9kg/m32.1324075 7.9kg/m30.02518125 7.9kg/m3