(完整版)18m钢结构课程设计之三角形钢屋架设计

(完整版)18m钢结构课程设计之三角形钢屋架设计18m三角形钢屋架设计设计资料及说明设计一位于惠州市郊区的单跨屋架结构（封闭式)，主要参数如下：1、单跨屋架，平面尺寸为36m×18m,S=4m36m18m4m。2、屋面材料为规格1820×725×8的波形石棉瓦。3、屋面坡度i=1:3。恒载为0.3kN/m2，活（雪）载为0。60.3kN/m2.4、屋架支承在钢筋混凝土柱顶，混凝土标号C20,柱顶标高6m。5、钢材标号为Q235—B。F,其设计强度值为f=215N/mm2。6、焊条型号为E43型。7=1.2，GQγ=1。4。Q屋架杆件几何尺寸的计算根据所用屋面材料的排水需求及跨度参数，采用芬克式三角形屋架。屋面坡度为i=1：3，屋面倾角α=arctg(1/3）=18.435°，sinα=0。3162，cosα=0。9487屋架计算跨度 l0

=l－300＝18000－300=17700mm屋架跨中高度 h=l×i/2=17700/(2×3)=2950mm0上弦长度 L=l/2cosα≈9329mm0节间长度 a=L/6=9329/6≈1555mm节间水平段投影尺寸长度 a＇=acosα=1555×0。9487=1475mm根据几何关系,得屋架各杆件的几何尺寸如图1所示图1屋架形式及几何尺寸屋架支撑布置3。1屋架支撑1、在房屋两端第一个之间各设置一道上弦平面横向支撑和下弦平面横向支撑.2、因为屋架是有檩屋架,为了与其他支撑相协调，在屋架的下弦节点设计三道柔性水平系1(完整版)18m钢结构课程设计之三角形钢屋架设计杆，上弦节点处的柔性水平系杆均用该处的檩条代替。336m4m，2图2屋盖支撑布置屋面檩条及其支撑波形石棉瓦长1820mm,要求搭接长度≥150mm，且每张瓦至少要有三个支撑点，因此最大檩条间距为半跨屋面所需檩条数

a pmax

182015031

835mm15556np 835

112.1根考虑到上弦平面横向支撑节点处必须设置檩条，为了便于布置，实际取半跨屋面檩条数13根,则檩条间距为:可以满足要求。

1555pa131p

835mmpmax2(完整版)18m钢结构课程设计之三角形钢屋架设计截面选择

图3屋面檩条及其支撑布置示意图试选用普通槽钢［8，m=0。08kN/m,Ix=101cm4，Wx=25。3cm3，Wy=5。γ1。05,γ=1.2。

截面塑x y恒载 0。3×0.778=0。233（kN/m）石棉瓦 0。2×0。778=0。156（kN/m）檩条和拉条 0.080(kN/m）合计 g=0。469(kN/m）k可变荷载 q=0.600×0.778=0。467（kN/m)k檩条的均布荷载设计值 q=

g+Gk

q=1。2×0.469+1.4×0。467=1.217kN/mQk3。2.2强度计算檩条的跨中弯距1M

ql2

q=qsin=1。217×0.3162=0。379kN/mxq=qcos=1。217×0.9487=1.155kN/my11.155422.310kNmX

x 8y 8Y

1My

ql2x

1320.379420.190kN

（在跨中设了一道拉条)檩条的最大拉力（拉应力)位于槽钢下翼缘的肢尖处3)18mPAGEPAGE25MMx

2.310106 0.190106 215N/mm2γW γ

1.0525.3103 1.25.79103满足要求。

xx yy3。2。3强度验算载荷标准值q(gy k

q)ak

cosα=(0.469+0.467)0.7780.9487=0.691kN/m沿屋面方向有拉条，所以只验算垂直于屋面方向的挠度:V5

ql3y

5 0.69140003

1＜1能满足刚度要求。3.2。4荷载计算

l 384EIx

3842.06105101104 361 150恒载 0。3×0。778=0.233（kN/m）石棉瓦 0。2×0.778=0。156（kN/m）檩条和拉条 0.080（kN/m)合计 gk

=0.469（kN/m）可变荷载 q=0.600×0。778=0.467（kN/m）k檩条的均布荷载设计值 q=

g+Gk

q=1。2×0.469+1.4×0.467=1.217kN/mQk节点荷载设计值 P=qa＇s=1。217×1。475×4=7.18kN屋架的内力计算4。1杆件的轴力芬克式三角形桁架在半跨活(雪）荷载作用下,腹杆内力不变号，故只按全跨雪荷载和全跨n=17700/2950=6。先差得内力系数，再乘以节点荷载P=7.18kN,屋架及荷载是对称的，所以只需杆件内力系数杆件内力系数内力设计值/kN（P=7。18kN）表1桁架杆件内力组合设计值AB—17.39—124。86BC-16.13—115.81CD—16。76-120。34DE-16。44—118.04EF—15.18—108。99FG-15。81—113.5AH+16.50+118.47HI+13.50+96.93IJ+9.00+64。62DI—2。85—20。46BH、CH-1。34—9.62EK、FK—1。34—9。62HD、DK+3。00+21。54IK+4.50+32.31KG+7.50+53。83GJ00上弦杆下弦杆上弦杆下弦杆腹杆4。2上弦杆的弯矩M1=0.8M0M2=±0。6M0.上弦杆节间集中载荷 P=7.18kN节间最大弯矩 M0=Pl/4=7。18×1.475/4=2。端节间 M1=0。8M0=0.8×2.648=2.118kN·m中间节间及节点 M2=±0.6M0=±0。6×2。648=1.589kN·m屋架杆件截面设计在设计屋架杆件截面前，首先要确定所选节点板的厚度。在三角形屋架中，节点板厚度与Nmax=124.86kN，查《钢结构设计及实用计算》P835-18mm6mm。5。1上弦杆整个上弦杆采用等截面通长杆，由两个角钢组成T形截面压弯构件，以避免采用不同截面时的杆件拼接。弯矩作用平面内的计算长度 lox=1555mm侧向无支撑长度 l1=2×1555=3110mm2∟70×6A18.84cm3,

W 43.2cm3，xmax，Wxmin

17.18cm3 i，x，

2.14cm iy

3.13cm截面塑性发展系数γx1=1.05，γx2=1.2.5.1.1强度验算取AB段上弦杆（最大内力杆段）验算轴心压力: N=124。86kN最大正弯矩（节间： Mx=1=。118kN·m；My2截面强度验算由负弯矩控制.N MxA W

124.86103 1.589106 154N/mm2＜215N/18.84102 1.0517.18103n xxmin5。1.2弯矩作用平面内的稳定性验算λx=l0x/ix=155.5/2。14=72.66＜150，按GB50017CC—2N＇2EA3.1420610318.84102658.91kN

=0。734xEx 1.12 1.172.662x按有端弯矩和横向荷载同时作用使弦杆产生反向曲率,故取等效弯矩系数为

0.85mxN MmA x0.8Nfmx Wx

1xmax

N＇Ex124.86103 0.73418.84102

0.852.118106 124.86

139N/mm2＜215N/mm21.0543.210310.8658.91 补充验算：NAMNAMW 11.25mx xxxminNEx124.8610318.841020.852.1181061.217.18124.8610318.841020.852.1181061.217.181011.253124.86658.91故平面内的稳定性得以保证。5.1。3弯矩作用平面外的稳定性验算此稳定性由负弯矩控制，验算上弦杆ABC段在弯矩作用下平面外的稳定轴心压力 N1=