钢结构桁架设计计算书

1、renchunmin一、设计计算资料1. 办公公室平面面尺寸为为18m66m，柱距距8m，跨度度为322m，柱网网采用封封闭结合合。火灾灾危险性性：戊类类，火灾灾等级：二级，设设计使用用年限：50年。2. 屋面面采用长长尺复合合屋面板板，板厚厚50mmm，檩距距不大于于18000mmm。檩条条采用冷冷弯薄壁壁卷边槽槽钢C20007022022.5，屋面面坡度ii=l/20l/8。3. 钢屋屋架简支支在钢筋筋混凝土土柱顶上上，柱顶顶标高9.800m，柱上上端设有有钢筋混混凝土连连系梁。上上柱截面面为600mmm6600mmm，所用用混凝土土强度等等级为C30，轴轴心抗压压强度设设计值ffc14.

2、33N/mm2。抗风柱的柱柱距为6m，上端端与屋架架上弦用用板铰连连接。4. 钢材材用 Q2235-B，焊条条用 E443系列型型。5. 屋架架采用平平坡梯形形屋架，无无天窗，外外形尺寸寸如下图图所示。6. 该办办公楼建建于苏州州大生公公司所属属区内。7.屋盖荷荷载标准准值：(l)屋面面活荷载载0.500 kNN/m2(2)基本本雪压 s0 00.400 kNN/m2(3)基本本风压 w0 0.445kNN/m2(4)复合合屋面板板自重0.115kNN/m2(5)檩条条自重 查查型钢表表 (6)屋架架及支撑撑自重00.122+0. 011l kNN/m28.运输单单元最大大尺寸长长度为99m，

3、高度度为0.55mm。二、屋架几几何尺寸寸的确定定1.屋架杆杆件几何何长度屋架的计算算跨度，端端部高度度取跨中中高度为为。跨中中起拱高高度为60mmm（L/5500）。梯梯形钢屋屋架形式式和几何何尺寸如如图1所示。（虚线为起起拱后轮轮廓）2.檩条、拉拉条、及及撑杆：长尺复合屋屋面板可可以不考考虑搭接接需要，檩檩条最大大允许间间距为118000mm。另另外，屋屋架上弦弦节点处处一般应应设檩条条。所以，将檩檩条设置置在各上上弦结点点上，檩檩距为15002mmm，檩条条跨度在在时，至至少在跨跨中布置置一道拉拉条，跨跨度大于于时，宜宜布置两两道。此此檩条跨跨度为9m，可在3分点处处分别布布置一道道拉条

4、，布布置如下下图：三、屋盖支支撑布置置1、设置支支撑的必必要性及及图示必要性：平平面屋架架在其本本身平面面内，由由于弦杆杆与腹杆杆构成了了三角形形几何不不变铰接接体系而而具有较较大刚度度，但在在垂直于于屋架平平面内，不不设支撑撑体系却却不能保保持其几几何不变变，当在在屋架端端部两屋屋架间未未设置垂垂直支撑撑时，虽虽然有檩檩条和系系杆的连连系，屋屋架相互互间仍是是几何可可变的，在在侧向为为作用下下屋架会会倾斜。各支撑作用用：1）横向支支撑 上弦平平面横向向支撑能能保证上上弦杆的的侧向稳稳定性，当当山墙柱柱的上端端支撑于于屋架上上下弦某某些节点点上时，横横向支撑撑可传递递山墙上上的纵向向水平荷荷载

5、。2）纵向支支撑 与横向向支撑一一起形成成水平刚刚性盘，增增加房屋屋整体刚刚度，在在车间设设有吊车车时，在在吊车横横向制动动力作用用下使框框架起空空间作用用，可减减轻受荷荷载较大大的框架架所受水水平荷载载和产生生的水平平变形，有有托梁时时，可保保证托梁梁的侧向向稳定。3）垂直支支撑 保持屋屋架侧向向的几何何特性和和稳定性性，下弦弦无横向向支撑时时，作为为下弦系系杆的节节点，传传递山墙墙所受纵纵向风荷荷载等至至屋架柱柱，保证证吊装屋屋架时的的稳定和和安全。其中SC为为上弦支支撑、XC为下弦弦支撑、CC为垂直直支撑、GG为刚性性系杆、LG为柔性性系杆、GWJ为屋架架。四、荷载计计算1、永久荷荷载（

6、水水平投影影面）压型钢板 kNN/檩条（0.5kNN/m） 查表得得到Z22507022022.5的的檩条每每米长质质量为8.3380 kg/m kN/屋架及支撑撑自重 0.112+00.011L=00.422kN/合计 00.6228kNN/2、可变荷荷载（水水平投影影面）屋面荷载和和雪荷载载不会同同时出现现，计算算时，取取较大的的荷载标标准值进进行计算算。故取取屋面活活荷载0.55 kNN/进行行计算。3、风荷载载风压高度变变化系数数为1.0025，屋面面迎风面面的体型型系数为为-0.6，背风风面为-0.5，所以以负风压压标准值值（垂直直于屋面面）为：迎风面：kkN/背风面：kkN/对轻型

7、钢屋屋架，当当风荷载载较大时时，风吸吸力可能能大于屋屋面永久久荷载，此此时屋架架弦杆和和腹杆中中的内力力均可能能变号，必必须考虑虑风荷载载组合。但但此处风风荷载小小于永久久荷载，故故不考虑虑风荷载载的影响响。五、屋架杆杆件内力力计算与与组合由永久荷载载控制的的荷载组组合值为为：kNN/由可变荷载载控制的的荷载组组合值为为：kNN/故可变荷载载效应起起控制作作用。每个节点的的负载面面积为 压型钢板板 0.1500133.5=2.0025kkN檩条（00.5kkN/mm） 0.005813.5=00.7883kNN屋架及支支撑自重重 0.4213.5=55.677kN活荷载取取为 00.513.5

8、=66.755kN1、荷载组组合考虑以下三三种荷载载组合（1）全跨跨永久荷荷载+全跨可可变荷载载（2）全跨跨永久荷荷载+半跨可可变荷载载（3）全跨跨屋架、支支撑及天天窗架自自重+半跨屋屋面板重重+半跨屋屋面活荷荷载组合一:全全跨永久久荷载+全跨可可变荷载载：中间节点荷荷载： kNN 端部节点荷荷载： kNN组合二:全全跨永久久荷载+半跨可可变荷载载：（假假设半跨跨可变荷荷载在左左边半跨跨）左中结点荷荷载kNN左端结点荷荷载kNN右中结点荷荷载kNN右端结点荷荷载kNN正中结点荷荷载kNN组合三:全全跨屋架架及支撑撑自重+半跨屋屋面结构构材料+半跨施施工荷载载：（假设半跨跨屋面结结构材料料+半跨

9、施施工荷载载在左半半跨）左中结点荷荷载kNN左端结点荷荷载kNN右中结点荷荷载kNN右端结点荷荷载kNN正中结点荷荷载kNN2、由结构构力学求求解器求求得各杆杆内力杆件组合一（kkN）组合二（kkN）组合三(kkN)内力设计值值（kN）在左在右在左在右下弦杆ab000000bd305.441264.88198.992250.332160.994305.441df509.665433.228340.556406.003280.226509.665fh621.777515.115428.993477.112360.115621.777hj661.558529.005475.448481.77740

10、9.11661.558jk643.558488.66488.66433.332433.332643.558上弦杆AB-160.68-140.5-103.47-133.3-83.007-160.68BC-160.68-140.5-103.47-133.3-83.007-160.68CD-421.08-361.73-277.62-340.56-226.45-421.08DE-421.08-361.73-277.62-340.56-226.45-421.08EF-576.56-484.34-391.09-451.44-324.94-576.56FG-576.56-484.34-391.09-451.

11、44-324.94-576.56GH-650.52-530.31-457.43-487.43-388.55-650.52HI-650.52-530.31-457.43-487.43-388.55-650.52IJ-659.88-515.56-486.4-464.07-424.51-659.88JK-659.88-515.56-486.4-464.07-424.51-659.88竖杆Aa-196.2-172.79-125.12-164.44-99.776-196.2Bb-19.556-19.557-10.113-19.557-6.777-19.557Dd-19.662-19.662-10.117

12、-19.662-6.8-19.662Ff-19.662-19.662-10.117-19.662-6.8-19.662Hh-19.662-19.662-10.117-19.662-6.8-19.662Jj-19.662-19.662-10.117-19.662-6.8-19.662Kk000000斜杆Ab239.889209.776154.448199.001124.002239.889Cb-214.95-184.62-141.76-173.8-115.65-214.95Cd170.779143.11116.221133.22296.755170.779Ed-138.86-112.2-98.6

13、64-102.69-84.229-138.86Ef103.11578.64477.99969.89969.011103.886Gf-75.117-51.441-62.772-42.994-58.228-75.117Gh45.71123.72245.69915.88845.68845.711Ih-20.3381.03-31.9988.67-36.1128.67 -366.122Ij-4.333-24.22717.699-31.33825.54425.544 -331.338Kj27.84447.333-5.06654.288-16.77954.288 -116.779将上表中每每根杆件件的内力力

14、最大值值选出，即即得到最最不利内内力组合合，如下下图：六屋架节节点板厚厚度，杆杆件截面面选择和和填板设设置。1.屋架节节点板厚厚度确定定一个桁架的的所有节节点板厚厚宜相等等（支座座节点板板比其他他节点板板厚2mm），根根据受力力最大杆杆件来确确定，所所有腹杆杆中，杆杆的内力力最大，为181kN239.89KN300KN，查表得：屋架中间节点板厚度取8mm,支座节点板厚度取10mm。2.杆件截截面选择择上弦杆上弦杆IJJ和JK所受轴轴力最大大，为受受压杆，内内力设计计值为。规范规定弦弦杠在桁桁架平面面内的计计算长度度均取 故上弦弦杠平面外侧向向支承点点的间距距为节间间长度的的3倍，故故上弦截面选

15、选用两不不等肢角角钢短肢肢相并，设设，有：且节点板厚厚为8mmm,试选截截面， 短肢相相并其截面几何何特性: , ,，截面验算：,对短肢相并并不等边边双角钢钢：故可近似取取取，查表得得所选截面满满足。下弦杆下弦杆轴力力最大，为为受拉杆杆，内力力设计值值为下弦杆计算算长度： , 节点板厚度度为8mmm,试取截截面，短短肢相并并其截面几何何特性: , ,截面验算：,所选截面满满足。受压腹杆杆腹杆中受压压力最大大者，即即杆内力设计值值为由于为单系系斜杆，故故其计算算长度：上弦截面选选用两不不等肢角角钢长肢肢相并，设设，有： ， 且节点板厚厚为8mmm,试选截截面， 长肢相相并其截面几何何特性: ,

16、,，截面验算：对长肢相并并不等边边双角钢钢：故取取，查表得得所选截面满满足。受拉腹杆杆腹杆中受拉拉力最大大者，即即杆，其其内力设设计值为为计算长度： ，节点板厚度度为8mmm,试取截截面，其其截面几几何特性性: , ,截面验算：所选截面满满足。其余杆件截截面选择择见表杆件计算内力(N)几何长度(mm)计算长度(mm)截面规格截面面积(cm22)回转半径(mm)长细比容许长细比比稳定系数验算强度NN/Ann 或整体体稳定N/(minn A)填板数量焊缝(mmm)名称编号l0 xl0yAixiyxy(yyz)minhfl1l2上弦杆AB-6601502150245062 1440901044.52

17、.566.6958.67767.3551500.77193.224187050BC187050CD1818060DE1818060EF1825090FG1825090GH18280100HI18280100IJ18280100JK18280100下弦杆ab662300030001485002 1225808322.286131.558247.55350206.889185050bd1813050df1822080fh1827090hj18280100jk1827090受压腹杆Aa-1961500150015002 755500818.92.352.1963.83368.4991500.7613

18、6.335289050Bb-19.661568125415682 56636647.181.791.6170.06697.3991500.5747.733345050Cb-2152223177822232 755500818.92.352.1975.666101.5511500.55207.992389050Dd-19.661718137417182 56636647.181.791.6176.766106.7711500.5153.277345050Ed-1392336186923362 755500818.92.352.1979.533106.6671500.51142.668386050

19、Ff-19.661868149418682 56636647.181.791.6183.466116.0021500.4659.666345050Gf-75.222454196324542 70045549.092.261.9286.866127.8811500.4207.669447050Hh-19.662018161420182 56636647.181.791.6190.177125.3341500.4166.811445050Ih-36.112573205825732 70045549.092.261.9291.066134.0011500.37107.335445050Ij-31.4

20、42573205825732 70045549.092.261.9291.066134.0011500.3793.266445050Kj-16.882697215826972 70045549.092.261.9295.499140.4471500.3453.833445050Kk02243179422432 56636647.181.791.61100.222139.3321500.350.00445050受拉腹杆Ab2402018161420182 500611.41.522.4106.11884.088350210.8872614050Cd1712225178022252 500611.

21、41.522.4117.11192.711350150.1132610050Ef1042335186823352 45546.971.382.16135.336108.110350148.997249050Gh45.72454196324542 45546.971.382.16142.225113.66135065.566245050Ih8.672573205825732 45546.971.382.16149.113119.11235012.444245050Ij25.52573205825732 45546.971.382.16149.113119.11235036.633245050jK

22、54.32697215826972 45546.971.382.16156.338124.88635077.855245050jK,Ijj,Ihh 为既受受拉又受受压杆件件，截面面根据所所得的截截面面积积最大值值取值3、填板设设置根据要求，双双角钢杆杆件不论论是T形截面面或是十十字形截截面，角角钢的两两背面部部分分别别贴在节节点板上上，为了了使两角角钢整体体工作，在在节点与与节点之之间的两两角钢必必须设置置填板。填板的间距距不应超超过下列列数值：受压构构件40ii 受拉构构件80ii受压构件在在两个侧侧向支撑撑点之间间的填板板不少于于2个，每块填板尺尺寸：厚厚度t=节点板板厚度 宽度b=550

23、880 mmm b 8hff+2hhf 高度 h= 角钢连连接边宽宽度+2（1015）mm 当为十十字形截截面时，填填板不伸伸出角钢钢轮廓以以外，每每边缩进进1015mmm杆件杆件长度角钢连接边边宽度填板厚度填板宽度填板高度i(cm)数量实际间距允许间距上AB1352908601106.69113522676弦杆其余上弦杆杆1502908601106.69115022676下ab300080860100613000 3200弦bd300080860100613000 3200杆df300080860100613000 3200fh300080860100613000 3200hj3000808

24、60100613000 3200jk300080860100613000 3200受Aa150075860952.192750 876压Bb156856860761.613523 644腹Cb222375860952.193741 876杆Dd171856860761.613573 644Ed233675860952.193779 876Ff186856860761.613623 644Gf245470860901.924614 768Hh201856860761.614505 644Ih257370860901.924643 768Ij257370860901.924643 768Kj269

25、770860901.924674 768Kk224356860761.614561 644受Ab201850860702.421009 1920拉Cd222550860702.421113 1920腹Ef233545860652.1621168 1728杆Gh245445860652.1621227 1728Ih257345860652.1621287 1728Ij257345860652.1621287 1728jK269745860652.1621349 1728jK,Ijj,Ihh 为既受受拉又受受压杆件件，填板板根据最最大者取取值六、节点设设计1.计算各各腹杆及及弦杆端端部所需需的焊脚脚尺寸及及焊缝长长度采用E433型焊条条（1）上弦弦杆两端端所需的的焊脚尺尺寸及焊焊缝长度度上弦所用角角钢t=110mmm ，节点点板厚度度t=88mm最小最大 取（AB杆） 肢背：，实际际取 肢尖：，实际际取（JK杆） 肢背：，实际际取 肢尖：，实际际取 (2）下下弦杆两两端所需需焊缝长长度 端部，AB为零杆杆，只需需要根据据构造要要求设计计焊缝长长度。（JK杆） 肢背：，实际际取 肢尖：，实际际取 其