钢结构屋架设计计算书

1.设计数据一个车间总长度为108米，跨度为18米。该车间配备了两台30吨的中间工作起重机。车间里没有腐蚀性介质。该厂房为单跨双坡封闭厂房，屋架采用三角形郝钢屋架。屋面坡度为1: 3，屋架间距为6m，屋架下弦标高为9m，屋架两端铰接在钢筋混凝土柱上，上柱截面尺寸为400mm和400mm，混凝土强度等级为C20。屋面采用彩色压型钢板屋面，带保温层和C型檩条，檩条间距1.5 2.1米。结构重要系数0=1.0，屋面标准恒载值为0.5 kNm2。屋顶的活荷载为0.2千牛顿米2，雪荷载为0.35千牛顿米2，不考虑累积的灰荷载、风荷载和雪在荷载上的不均匀分布。屋架采用Q235B，焊条采用E43型。2.屋架形式和几何尺寸屋顶桁架的形式和几何尺寸显示为支撑在屋顶桁架上弦节点上的檩条。屋架倾斜角=arctan13=1826，檩条间距1.866米图1屋顶桁架的形式和几何形状3.支持安排上下弦水平支撑设置在厂房两端和中间的同一根柱子之间，垂直支撑设置在相应的开间的屋架跨度内，长刚性细杆设置在其他开间的屋架上弦跨度内，长柔性细杆设置在下弦跨度内。下弦的两端设有纵向水平支撑。支撑件的布置如图2所示。图2支架布局4.檩条布局屋架上弦的每个节点上均设置有檩条，间距为1.866米，由于屋架间距为6米，在檩条跨度内设置有直撑。屋脊和屋檐上分别设有斜撑和撑杆。5.负载标准值上弦节点的恒载标准值=0.51.8666310=0.51.776=5.31千牛顿上弦节点雪荷载标准P2=0.351.8666310=0.351.776=3.72千牛顿从檩条传递到屋架上弦节点的恒载如图3所示图3上弦节点恒载从檩条传递到屋架上弦节点的雪荷载如图4所示图4上弦节点雪荷载6.内力组合内力组合见表-1屋架构件内力组合表-1成员名称会员编号恒定载荷和雪载荷半跨雪荷载内力组合最不利载荷(千牛)内力系数恒载内力(千牛)雪荷载内力(千牛)内力系数半跨雪荷载内力(kN)1.2恒定性1.4雪(千牛)1.2恒定性1.4半跨雪(千牛)123452 32 5上弦1-2-14.23-75.56-52.94-10.28-38.24-164.78-144.21-164.782-3-12.65-67.17-47.06-8.7-32.36-146.49-125.92-146.493-4-11.07-58.78-41.18-7.11-26.45-128.19-107.57-128.194-5-9.49-50.39-35.30-5.53-20.57-109.89-89.27-109.895-6-7.91-42.00-29.43-3.95-14.69-91.60-70.97-91.60下弦1-713.571.6950.229.7536.27156.33136.8156.337-813.571.6950.229.7536.27156.33136.8156.338-91263.7244.648.2530.69138.96119.43138.969-1010.555.7639.066.7525.11121.59102.06121.5910-11947.7933.485.2519.53104.2284.69104.22垂直网2-7000000003-80.52.661.860.51.865.795.795.794-915.313.7213.7211.5811.5811.585-101.57.975.581.55.5817.3717.3717.376-11421.2414.8827.4446.3235.9046.32斜腹杆2-8-1.58-8.39-5.88-1.58-5.88-18.30-18.30-18.303-9-1.8-9.56-6.70-1.8-6.70-20.84-20.84-20.844-10-2.12-11.26-7.89-2.12-7.89-24.55-24.55-24.555-11-2.5-13.28-9.3-2.5-9.3-28.95-28.95-28.957.截面的选择屋架构件的选择检查表-28.节点设计8.1钢筋焊接尺寸的计算屋架构件焊缝计算表-3成员名称会员编号截面规格(mm)构件内力(千牛)肢体背面焊接尺寸hf1(mm)腿背部圆角长度lw(mm)肢端焊接角度的尺寸hf2(mm)肢端焊接长度lw(mm)上弦1-22L90X8-164.786100660下弦1-72L80X7156.336100660垂直腹杆2-7L56X405404403-8L56X45.795404404-92L56X411.585404405-102L56X417.375404406-112L56X446.32540440斜腹杆2-8L56X4-18.305404403-92L56X4-20.845404404-102L56X4-24.555404405-112L56X4-28.95540440注：表中计算的焊缝长度lw=lw 2hf。Lw不小于8hf和40mm，取较小者。8.2质心距离的确定屋架各构件角钢背面的“Z0”距离如图4所示。在表格中，“Z0”是从钢筋中心线到角钢背面的距离。屋架各构件角钢背面的“Z0”距离表-4成员名称杆剖面重心距离Z0(mm)轴距离Z0(mm)评论上弦2L90X825.225下弦2L80X722.325腹杆2-7L56X415.3153-8L56X415.3154-92L56X415.3155-102L56X415.3156-112L56X415.3152-8L56X415.3153-92L56X415.3154-102L56X415.3155-112L56X415.3158.3节点设计8.3.1轴承节点图5支持节点“1”(1)上弦节点连接计算A.轴承底板的计算轴承反作用力R=5P=511.58KN千牛顿=57.90千牛顿让A和B取12厘米，然后a1=212=16.9cm厘米，b1=a12=8.45cm厘米底板承压面积A=2424-22-245=523cm2底板下的应力q=ran=57.90103523102=1.11nm m2CFC=240052300=8n/mm2底板的最大弯矩m等于 qa12。由于b1a1=0.5且=0.06，因此M=0.061.111692=1902.16N牛顿毫米轴承厚度t=6Mf=61902 . 16204 . 25=7.47毫米，取12毫米B.加劲肋的计算加强筋的厚度与接头的厚度相同。加劲肋和节点板之间的焊缝计算；假设加强肋承受屋架支撑反作用力的四分之一，即1457.90=14.48千牛焊缝受到剪切力V=14.48kN，弯矩M=14.482404=8