18m梯形屋架钢结构计算书

1、 题 目 18米梯形屋架 学 院 建筑工程学院 专 业 土木工程 班 级 112 学 号 6 学生姓名 金梦飞 指导教师 孙德发 完成日期 2014年4月 建筑工程学院梯形钢屋架设计1、设计资料 （1）该车间无悬挂起重机、无天窗、无振动； （2）钢屋架支承在钢筋混凝土柱顶，钢材采用Q235B，焊条采用E43型，混凝土等级为C25； （3）对于梯形屋架，屋面采用1.5m6.0m的大型屋面板（屋面板不作支撑用）； （4）车间跨度L=18m，长度为240m，纵向柱距为6m，温度伸缩缝采用双柱； （5）柱网布置如图一所示。2、屋架形式和几何尺寸 因为屋面材料为大型屋面板，故采用无檩体系平坡梯形屋架。屋

2、面坡度i=0.1，屋架跨中起拱35mm。屋架几何尺寸如图二所示。图二：18米梯形屋架几何尺寸3、支撑布置由于房屋长度为240m，故在房屋两端部开间及每隔60m处各设置一道上弦横向水平支撑，在中间伸缩缝处设置两道上弦横向水平支撑，屋架两端及跨中三处设置垂直支撑。由于L=18m，且没有悬挂起重机，故可不设下弦横向水平支撑。在屋架的屋脊点和制作位置设置刚性系杆。4、屋架节点荷载屋面坡度较小，故对所有荷载均按水平投影计算。5、荷载类型GRC大型屋面板1.56.0m （0.51.2）0.995=0.60kN/m2三毡四油加绿豆沙 （0.41.2）0.995=0.48kN/m2找平层（2cm厚） （0.4

3、1.2）0.995=0.48kN/m2屋架与支撑 （0.12+0.01118）1.2=0.38kN/m2恒载总重 1.94 kN/m2屋面活载 0.51.4=0.70kN/m2雪荷载 0.61.4=0.84kN/m2组合（一）：满载 P=（1.94+0.84）1.56.0=25.02kN组合（二）：在吊装过程中可能出现的半跨屋面板荷载和活载（活载为500 N/m2） P左=（0.60+0.38+0.70）1.56.0=15.12 kN P右=0.381.56.0=3.42kN组合（三）：在使用过程中全跨永久荷载和半跨使用荷载 P左=（1.94+0.84）1.56.0=25.02kN P右=1.

4、941.56.0=17.46kN计算结果列于表2。6、屋架截面选择根据腹杆的最大内力N=178.39Kn,查表7-4可知中间节点板厚度8mm；支座节点板厚度10mm。所用钢材均小于16mm，设计强度f=215Nmm2。（1）上弦杆4整个上弦采用等截面，按最大内力Nmax=-277.72kN计算（取等于两块屋面板宽）选用两个不等边角钢短肢相拼连的截面，属b类截面,设长细比85,查附表4-2，得稳定系数： 根据需要的A，ix，iy 查附表7-5得：选用2L100807短肢相关T形截面，按所选角钢进行验算： xloxix150.82.3265 = 150 ,满足要求 yloyiy301.64.616

5、5.4 = 150 ,满足要求双角钢T形截面绕对称轴（y轴）应按弯扭屈曲计算长细比， ,满足要求2）下弦杆整个下弦采用两个不等边角钢，按最大内力计算。lox=300cm，loy=885cm，查附表7-5，选用2L100636 短肢相并，满足要求，满足要求，满足要求 3）腹杆a、杆件10N=-17.84KN，lox=150cm，loy=150cm 。选2L455, ，=1.37cm，=2.10cm，属b类截面，属b类截面由于所以由，查附表4-2得b、杆件11N=-228.36KN，lox=213.6cm，loy=213.6cm。选用2L906，=2.79cm，=3.98cm，属b类截面，属b类截

6、面由，按b类截面，查附表4-2得c、杆件12N=162.56KN，lox=0.8222.6=178.08cm，loy=222.6cm。选用2L455，=1.37cm，=2.10cm，属b类截面，属b类截面d、杆件13、16此二根杆件受力相同而且较小，以最不利杆件16（长度最大）确定断面。由于受力较小，可按长细比选择截面。N=-32.43N，lox=0.8210.0=168.0cm，loy=210cm。选用2L455，=1.37cm，=2.10cm，属b类截面，属b类截面由查附表4-2，得：e、杆件14N=-111.13KN，lox=0.8246.5=197.2cm，loy=246.5cm选用2

7、L636，=1.93cm，=2.83cm，属b类截面，属b类截面由查附表4-2，的f、杆件15N=57.27KN，lox=0.8245.5=197.2cm，loy=245.5cm选用2L455，=1.37cm，=2.10cm，属b类截面，属b类截面g、杆件17N=-15.57KN，lox=0.8270.9=216.72cm，loy=270.9cm选用2L505，=1.53cm，=2.30cm，属b类截面，属b类截面由查附表4-2，得=0.3386h、杆件18N=-22.94KN，lox=0.8269.9=215.92cm，loy=269.9cm选用2L505，=1.53cm，=2.30cm，属

8、b类截面，属b类截面由查附表4-2，得=0.341i、杆件19N=38.14KN，lox=0.9240=216cm，选用2L455，截面采用十字形截面，=1.72cm屋架杆件截面选择表8、节点设计1）腹杆与节点板的链接焊缝设焊缝尺寸=5mm，查附表1-2得，则由肢背 ，肢尖，可求得焊缝长度，见上表。2）节点设计a、下弦“a”节点 根据端斜杆和下斜杆端焊缝，节点板采用，为便于施焊，去底板上表面至下弦轴线的距离为150mm，且在支座中线处设加劲肋，高度与节点板相同，为300mm。底板计算支座反力R=8F=834.948=279.584KN，根据构造需要，取底板尺寸为=86400，锚栓采用 2M24

9、，并采用图示U形缺口，柱采用C25混凝土，作用于底板的压应力为垂直于屋架方向的底板长度（偏安全的仅取加劲肋部分） ，查表4-7，则： 所需底板厚度 ： 、加劲肋计算加劲肋和节点板间的两条竖直焊缝进行验算：设，去焊缝最大计算长度故取 ， 节点板、加劲肋与底板的连接焊缝计算 假定焊缝传递全部支座反力R=279.58KN， ，取=6mm， 焊缝的总计算长度为： 焊缝设计应力： 满足要求b、上弦“B”节点节点板于上弦的连接焊缝：节点板与上弦角钢肢背采用槽钢焊缝连接，假定槽焊缝只承受屋面集中荷载P=34.948KN，节点板于上弦角焊缝肢尖采用双面角焊缝连接，承担上弦内力差N。节点“B”槽焊缝，上弦采用不

10、等边角钢短肢相并，肢尖角焊缝尺寸hf=t-2=6mm，则角钢肢尖角焊缝的计算长度，弦杆相邻节间内力差N=-275.29KN，偏心弯矩M=Ne=80-20.1=59.9mm， c、下弦“c“节点下弦杆于节点杆的链接焊脚尺寸，焊缝所受的里为左右两下弦杆内力差N=346.93-155.83=191.1KN，则受力较大的肢背处焊缝长度为： d、屋脊“G”节点上弦杆起拱后坡度为，拼接角钢采用与上弦杆相同截面2L，热弯成型。角焊缝焊角尺寸=t-1=6mm，按轴心受压等强度设计，则上上弦杆件于拼接角钢之间在接头一侧的焊缝长度为，拼接角钢的总长度为，取=400mm，拼接角钢竖肢需切去的高度为，取=20mm，及竖肢余留高度为h-=80-20=60mm。上弦杆于节点板的链接焊缝按肢尖焊缝承受上弦杆内力的15%计算。角钢肢尖角焊缝的焊脚尺寸，则角钢肢尖角焊缝的计算长度，偏心距M=，e=59.9mm e、下弦“g”节点下弦杆于