人字形单斜式腹杆屋架钢结构设计计算书

文档收集于互联网，已重新整理排版文档收集于互联网，已重新整理排版.word版本可编辑,有帮助欢迎下载支持.11:.word.《钢结构基本原理》课程设计任务书目录一、荷载及内力计算 6（一）荷载计算 6（二）荷载组合 6（三）内力计算 6二、杆件截面选择 7（一）上弦杆截面设计 7（二）下弦杆截面设计 7（三）斜腹杆截面设计 8（四）中间竖杆截面设计 8（五）支座竖杆 9三、檩条的布置和验算 9四、节点设计 10（一）下弦节点2 101、斜杆2-16与节点的连接焊缝计算 102、斜杆2-15与节点的连接焊缝计算 3、下弦杆与节点板连接焊缝计算 （二）上弦节点15 121、斜杆2-15与节点板连接焊缝计算 122、斜杆3-15与节点板连接焊缝计算 123、上弦杆与节点板连接焊缝计算 13（三）屋架端部支座节点 141、支座底板计算 142、腹杆杆端焊缝计算 143、底板计算 144、加劲肋与节点板连接焊缝计算 165、节点板、加劲肋与底板的连接焊缝计算 16参考文献 17一、荷载及内力计算（一）荷载计算

图1.人字形屋架几何尺寸图2131-142-256高分子卷材防水 0.05KN/m2找平层（2mm厚） 0.40KN/m2泡沫混凝土保温层（8cm厚） 0.50KN/m2预应力混凝土大型屋面板 1.40KN/m2轧制H型钢檩条 0.125KN/m2恒载总和 2.475KN/m2雪荷载 0.50KN/m2积灰荷载 0.30KN/m2可变荷载总和 0.80KN/m2由于屋面坡度不大，对荷载的影响较小，未予考虑。风荷载为吸力，重屋盖可不考虑。（二）荷载组合一般考虑全跨荷载，对跨中部分斜杆（一般为跨中每侧各两根斜腹杆）可考虑半跨组合，本设计在计算杆件截面时，将这些腹杆均按压杆控制长细比，不必考虑半跨荷载作用情况，只计算全跨满载时的杆件内力。节点荷载：组合一（可变荷载效应控制的组合：Fd=(1.2×2.475+1.4×0.5+组合二（永久荷载效应控制的组合：Fd=(1.35×2.475+1.4×0.7×0.5+因此，节点荷载取151.53KN.（三）内力计算二、杆件截面选择腹杆最大轴力为-563.16KN，查表可知，选用支座节点板厚t=14mm,中间节点板厚可为t=12mm。（一）上弦杆截面设计整个上弦不改变截面，按最大内力计算。N=-1265.88KN max

402 lox

402设80，查Q235钢的稳定系数表，可得0.687（由双角钢组成的Tb类，则需要的截面积为根据需要A，i ，i 查角钢规格表，选用14，肢背间距a=12mm，则：x yA9780mm2，ix

55.7mm，iy

78.8mm按所选角钢进行验算：则 xz

=72.17， 0.738，N 1265.88103MPa175.39MPa＜215MPa A 0.7389780故所选截面满足要求。（二）下弦杆截面设计也不改变截面，按最大内力计算。N

=1342.02KN

201cm

1185cm所需截面积为：

max

ox oy选用10014，因l ≥l ，故用不等肢角钢，短肢相并，oy oxA6940mm2，i 28mm，i 41.2mm.x yN

1342.02103

192.82N

f215N

符合要求A 69.4102 2

mm2la

10080i（三）斜腹杆截面设计选取最大内力N=-563.16KNl 2970.8237.6cm

297cmmax ox oy设100 ，查 Q235 钢的稳定系数表，可得0.555 ，N 563.16103则需要的截面积为A 4719 .5mm2f 0.555 215Aix

i查角钢规格表，选用14a=12mm，则：yA5252mm2，ix

30mm，iy

46.8mml l ixl

237.63297

79.2350 y iy

4.68

63.46]350，则xz

=79.2， 0.694，则：xN 563.16103

MPa215MPa ， 符合要求 A 0.6945252填板每节间放两块la

372.012680i3（四）中间竖杆截面设计N=267.07KN，l

=200cm。ox oy设100，查Q235 钢的稳定系数表，可得0.555，则需要的截面积为N 267.07103A 2238 .2mm2f 0.555 215根据需要A，i，i 查角钢规格表，选用2L808，肢背间距a=12mm，则：x yA2460mm2，ix

24.4mm，iy

37.7mm loy

200

53.05]200，则

=81.97， 0.674，则y iyN

3.77267.07103

161.08

xz xf215N

符合要求0.67424.6102 mm2

mm2填板每节间放三块la（五）支座竖杆

372.09340i402.1686.4 略大于，仍然够用4N=-530.36KN l 200cm l 200cmox oy设100Q235钢的稳定系数表，可得0.555，则需要的截面积为:Aix

i查角钢规格表，选用12a=12mm，则：yA4560mm2，ix30.3mm，iy46.4mm loy

200

43.1[]200,则

=66， 0.774，则y i 4.64y

xz x

530.36103

150.26N

f215N

,符合要求0.77445.6102 mm2三、檩条的布置和验算

mm22 2 49=36m60m0.8kn/m2 2 q =kq=1.2（101q =qcos= 10 101x弯矩设计值：1M 11.7792119.17KN/mx 8选 用 HW250*250*9*14 其 中 I 10800cm4 ，xW 867cm3，W 292cm10.8cm，i 6.29cmx Y x Y0.72KN/m.验算强度：为使屋面平整，檩条垂直于屋面方向的挠度或相对挠度/不能超过其允许值四、节点设计用E43焊条时，角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值f

w160N/mm2，各杆件内f18h10cm。f（一）下弦节点21、斜杆2-16与节点的连接焊缝计算，设肢背与肢尖的焊角尺寸分别为hf18mm和hf26mm为：肢背：lw

490.910323220.78160

28198.6cm ，取lw

＝200mml

1732.881033

26133.8cm，取l`＝140mmw 20.76160 w2、斜杆2-15与节点的连接焊缝计算N=-563.16k，设肢背与肢尖的焊角尺寸分别为h 8mm和h 6mm。所需焊缝长f1 f2度为

2563.161033

28225.5cm ，取

＝230mmw 20.78160 w13563.1610313肢尖：l` 26151.7cm ，取l`＝160mmw 20.76160 w3、下弦杆与节点板连接焊缝计算cb 焊缝受力为左右下弦杆的内力差NN N 732.88由斜腹杆焊缝决定的节点板尺寸，量得实际节点板长度为90cm，肢背及肢尖焊脚尺寸均取为8mm，则计算长cb l=89.4cm。肢背焊缝应力为:w肢背：lw

732.8810323 272.6+16=288.6mm，取l220.78160

＝300mm1732.881033l`w

28160

136.3+16=152.3mm，取l`＝160mmw（二）15

图7.节点21、斜杆2-15与节点板连接焊缝计算N=-563.16k，设肢背与肢尖的焊角尺寸分别为h 8mm和h 6mm。所需f1 f2焊缝长度为

2563.161033

28225.5cm ，取

＝230mmw 20.78160 w.word,.11:.word.l`w

563.1610313120.76160

26151.7cm ，取l`＝160mmw2、斜杆3-15与节点板连接焊缝计算设肢背与与肢尖的焊脚尺寸分别为h 8mm和h 6mm所需焊f1 f2缝长度为：

2305.791033

16129.8cm ，取

＝130mmw 20.78160 w1305.791033l`w

26160

12，取l`＝90mmw3、上弦杆与节点板连接焊缝计算7mm用槽焊缝将上弦角钢和节点板连接起来。由腹杆焊缝决定的节点板的尺寸，实际测76cm.F，F=151.53kN，焊脚尺寸为t7mm，l 74cm2 w上弦杆肢尖焊缝受力为左右上弦杆的内力差NN

609.14，偏心距（15）e=16-2.5＝13.5，偏心力矩M=ΔN·e=609.14×13.5=8223.39KN·cm，采用h=8mm，f2l=74cm，则w2609.14103对ΔN： f 2he

l 28740w对M：

6M 68223.39104 80.45N/mm2f 20.7hlfw

20.787402此方案满足条件，不需要采用节点板伸出的方案。（三）屋架端部支座节点

图8.节点15120mm。在节点中心线上设置加劲肋，加劲肋的高度与节点板的高度相同，12mm。1、支座底板计算R2、腹杆杆端焊缝计算BF杆由前面计算结果取肢背及肢尖角焊缝尺寸分别为：h 8mm，h 6mm,。f1 f23、底板计算R=454.59KN，f=9.6N/mm2，所需底板净面积：d c取锚栓直径d=24mm，锚栓孔直径为50mm，则所需底板面积为：b1a1a×b=28×28=784>523.2cmb1a10.50.058，则所需底板厚度6Mft6Mf

614097.8215614097.8215底板尺寸为280×20×280。图9.节点14、加劲肋与节点板连接焊缝计算

图10.底板尺寸

VR

454.59

113.65KN，4 4MVe113.6513.5767.13KNcm，加劲肋高度与节点板同高，厚度取与中间节点212mmh=8mm，验算焊缝应力220.7