厂房钢屋架计算书

1、一、设计资料厂房总长90，跨度根据不同学号为24m。1、结构形式：钢筋混凝土柱，梯形钢屋架。柱的混凝土强度等级为C30，屋面坡度为i=1:10；L为屋架跨度。地区计算温度高于20，无侵蚀性介质，地震设防烈度为8度，屋架下弦标高为18；厂房内桥式吊车为2台150/30 t（中级工作制），锻锤为2台t 。2、屋架形式及荷载屋架形式、几何尺寸及内力系数（节点荷载P=1.0作用下杆件的内力）如附表图所示。屋架采用的钢材、焊条为：学号为单号用Q235钢，焊条为E43型。3、屋盖结构及荷载采用无檩体系。用1.5×6.0预应力混凝土屋板。荷载：屋架及支撑自重：按经验公式q=0.12+0.11L，L

2、为屋架跨度，以m为单位，q为屋架及支撑自重，以KN/m2为单位；屋面活荷载：施工活荷载标准值为0.7 KN/m2，雪荷载的基本雪压标准值为 =0.35 KN/m2，施工活荷载标准值与雪荷载不同时考虑，而是取两者的较大值；积灰荷载根据不同学号按附表取：0.7 KN/m2；屋面个构造层的荷载标准值：三毡四油（上铺绿豆沙）防水层 0.4KN/m2水泥砂浆找平层 0.4KN/m2保温层 0.5KN/m2一毡二油隔气层 0.05KN/m2水泥砂浆找平层 0.3KN/m2预应力混凝土屋面板 1.45KN/m2二、屋架形式和几何尺寸屋面材料为大型屋面板，故采用无檩体系平破梯形屋架。屋面坡度i=1/10；屋架

3、计算跨度L02400030023700mm；端部高度取H=1990mm，跨中高度取3190mm，下端起拱50mm。屋架几何尺寸如图1所示：g . 24米跨屋架几何尺寸h . 24米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值i . 24米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值支撑布置：由于房屋长度有90米，故在房屋两端及中间设置上、下横向水平支撑和屋架两端及跨中三处设置垂直支撑。其他屋架则在垂直支撑处分别于上、下弦设置三道系杆，其中屋脊和两支座处为刚性系杆，其余三道为柔性系杆。四、屋架节点荷载屋面坡度较小，故对所有荷载均按水平投影面计算：荷 载 计 算 表表1荷 载 名 称标 准 值（kN/m2）设

4、 计 值（kN/m2）预应力混凝土大型屋面板1.451.451.35=1.958三毡四油（上铺绿豆沙）防水层0.40.41.35=0.54水泥砂浆找平层0.40.41.35=0.54保温层0.50.51.35=0.675一毡二油隔气层 0.050.051.35=0.068找平层0.30.31.35=0.405屋架和支撑自重q=0.12+0.011L=0.3840.3841.35=0.518永久荷载总和3.4844.704屋面活荷载0.70.71.4=0.98积灰荷载0.90.91.4=1.26可变荷载总和1.62.24计算屋架时考虑下列三种荷载组合情况1) 满载（全跨永久荷载加全跨可变荷载）F

5、（4.704+2.24）×1.5×662.496kN2) 全跨永久荷载F1=4.704×1.5×642.336kN 半垮节点可变荷载F22.24×1.5×620.16kN3) 全跨屋架和支撑自重、半跨屋面板荷载、半跨活荷载全跨节点屋架自重：F3=0.518×1.5×64.662KN半跨屋面板自重及半跨活荷载F4（1.958+1.12）×1.5×627.702KN五屋架杆件内力计算表 2 屋架杆件内力组合表杆件名称内力系数（F=1）第一种组合F×第二种组合第二种组合杆件计算内力（kN）全

6、跨左半跨右半跨F1×+ F2×F1×+ F2×F3×+ F4×F3×+ F4×上弦杆AB0.0000.0000.0000.000.000.000.000.000.000BC;CD-8.72-6.25-2.47-544.97-495.17-418.97-213.79-109.08-544.97DE;EF-13.53-9.04-4.49-845.57-755.05-663.32-313.50-187.46-845.57FG;GH-15.26-9.17-6.09-953.69-830.91-768.82-325.17-2

7、39.85-953.69HI-14.71-7.38-7.38-919.32-771.54-771.54-273.02-273.02-919.32下弦杆ac4.733.481.25295.61270.41225.45118.4556.68295.61ce11.538.03.53720.58649.41559.30275.37151.54720.58eg14.659.345.31915.57808.52727.27327.03215.40915.57gi15.178.446.73948.06812.39777.91304.53257.16948.06斜腹杆aB-8.87-6.53-2.34-554

8、.34-507.17-422.69-222.25-106.17-554.34Bc6.884.76-2.12429.97387.23248.53163.94-26.65429.97cD-5.44-3.14-2.02-339.98-293.61-271.03-112.35-81.32-339.98De3.701.901.80231.24194.95192.9369.8867.11231.24eF-2.460.71-1.75-153.74-89.83-139.438.20-59.95-153.74Fg1.11-0.451.5669.3737.9278.44-7.2948.3978.44gH0.021

9、.55-1.531.2532.09-30.0043.03-42.29-42.29Hi-1.08-2.471.39-67.50-95.52-17.70-73.4633.47-95.52竖杆Aa-0.5-0.50-31.25-31.25-21.17-16.18-2.33-31.25Cc-1.0-1.00-62.50-62.50-42.34-32.36-4.66-62.50Ee-1.0-1.00-62.50-62.50-42.34-32.36-4.66-62.50Gg-1.0-1.00-62.50-62.50-42.34-32.36-4.66-62.50Ii00.970.970.0019.5619.

10、5626.8726.8726.87六、杆件界面设计（1） 上弦杆整个上弦不改变截面，按最大内力计算：Nmax=-953.69KN，l0x=150.8cm，l0y=300.0cm(取两块大型屋面板的宽度之和为横向支撑间距，即l0y；取每个上弦杆的长度为l0x)。2l0xl0y，故截面应选择不等边角钢截面。假定=60，则=0.807，Areq=N/f=554300/（0.807×215）=3194.72mm2i=lox/=1508/60=25.13mmi= l/3000/6050mm 由附表7.6选2L125×80×10，短肢相并，肢背间距a=10 A=2×

11、19.7×100=3940mm2、ix=22.6mm、iy=61.1mm截面验算：l/ i1508/22.6=79.87<150(满足) l/ i=3000/61.1=49.10<150(满足)b/t=125/10=12.50.58×3000/125=13.92所以近似取=49.10=79.87，=79.87查表4.2得0.688由N/A=554300/(0.688×3940)204.48N/ <215(满足)故上弦杆采用2 L125×80×10短肢相并，如下图：（2） 下弦杆整个下弦杆采用等截面，按最大内力N=948.06K

12、N计算l300cm l=1800/2=1200cm由附表7.6选2 L125×80×12短肢相并a=10A2×23.446.8 cm，i 2.24cm ，i6.16cm =948060/4680= 202.58N/ < 215(满足)l/ i300/2.24=133.93<350(满足) l/ i=1200/6.16=194.81<350(满足)故下弦杆采用2 L125×80×12短肢相并，如下图：（3） 斜腹杆gH按压杆计算：N=-42.29KN，l0x=0.8×339.6=271.68cm，l0y=339.6cm

13、，选用截面2L63×6 a=10截面几何特性：几何面积：A=14.58cm2回转半径：ix=1.93cm，iy=2.98cm长细比： b/t=63/6=10.50.58×339.6/6.3=31.3故，因>，只需求，查表得=0.342则= 42290/0.342×1458= 84.81N/ < 215(满足)按拉杆计算：N=43.03KN=43030/1458=29.52（满足）所以采用等肢角钢2L63×6，如下图所示（4） 腹杆aB N=-554.3KN，l0x=0.8l=0.8×2535=2028mm，l0y=2535mm选用截

14、面2L90×12 a=10截面几何特性：几何面积：A=40.62cm2回转半径：ix=2.71cm，iy=4.17cm长细比： b/t=90/12=7.50.58×253.5/9=16.3故，因>，只需求，查表得=0.722则=554300/0.722×4062= 189N/ < 215(满足)所以选择截面为2L90×12的等肢角钢，肢背间距为a=10mm，如下图：（5） 腹杆Bc N=429.97KN，l0x=0.8×260.8=208.6cm，l0y=260.8cm 选用截面2L90×8 a=10 截面集合特性： 几何

15、面积：A=21.28cm2回转半径：ix=2.79cm，iy=4.05cm长细比： 承载力验算：=429970/2128=202.05N/mm2< 215(满足)所以选择截面为2L90×8的等肢角钢，肢背间距为a=10mm，如下图：其余截面选择见下表：屋架杆件截面选用表杆件名称杆件号内力设计值（kN）计算长度所用截面截面积(cm2)计算应力（N/cm2）容许长细比填板数l0x(mm)l0y(mm)上弦杆FG、GH-953.69150830002 L125×80×1039.4204.48150每节间1下弦杆gi948.061500120002 L125

16、5;80×1246.8202.58350每节间1腹杆aB-554.34253525352L90×1240.62189.001502Bc429.97208626082L90×827.88202.053502cD-339.98228728592L90×1240.62127.21502De231.24228728592L90×827.8882.943502eF-153.74250331292L90×1240.6262.561502Fg78.44249531192L90×827.8828.133502gH-42.2927173396

17、2L63×614.5884.811503Hi-95.52269633702L63×614.58189.91503Aa-31.25199019902L63×614.5839.991502Cc-62.50183222902L63×614.5875.471502Ee-62.50207225902L63×614.5884.381503Gg-62.50231228902L63×614.5898.091503Ii26.87289128912L63×614.5818.432003七、节点设计选用E43焊条，则焊缝的抗压、抗拉和抗剪强度设计

18、值为：，设计时考虑无引弧的影响。腹杆最大内力554.3KN，查表7.4选用中间节点板厚度12mm，支座节点板厚度14mm。 、上弦“B”节点（见附图）计算腹杆的杆端焊缝。NBa=-554.34KN；NBc=429.97KN；设“Ba”杆的肢背和肢尖焊缝尺寸分别为hf=10mm和hf=8mm 取190mm 取120mm 设“Bc”杆的肢背和肢尖焊缝尺寸分别为hf=8mm和hf=6mm 取190mm 取120mm验算上弦杆与节点板的连接假定上弦杆的形心线至肢背的距离为30mm，上弦节点板的上边缘缩进上弦肢背10mm，肢背采用塞焊缝。，由斜杆焊缝确定的节点板尺寸，得节点板长度是：410mm，则焊缝的

19、计算长度为。则肢背焊缝强度为：肢尖焊缝承担上弦杆内力差偏心力矩M=544970×95=36.41×10N/mm选择，则则肢尖焊缝强度为：都满足要求。 下弦节点“c”NcD=-339.9KN；NBc=429.97KN；NCc=-62.50KN计算腹板与节点板的连接焊缝 B-c杆肢背及肢尖焊脚尺寸分别取hf1=10mm，hf2=8mm，则所需焊缝长度（考虑起灭弧缺陷）： 取160mm 取100mm 腹杆cD杆肢背及肢尖焊脚尺寸分别取：hf1=10mm，hf2=8mm 取130mm 取90mm Cc杆因内力很小，焊缝尺寸可按构造确定为5mm。验算下弦杆与节点板的连接 内力差N=7

20、20.58-295.61=424.97KN。由斜腹杆焊缝决定的节点板尺寸，得实际节点板长度为430mm，肢背及肢尖焊脚尺寸均取为6mm，则计算长度lw=430-12=418cm。肢背焊缝应力为： 屋脊节点 弦杆杆端受力不大按照构造要求设置焊缝，取hf=5mm。弦杆与节点板连接焊缝受力不大，按构造要求决定焊缝尺寸。上弦杆采用2L125×80×12拼接角钢采用与上线相同的角钢，热弯成型，拼接角钢除倒棱外，竖肢需切去，取，切肢后剩余高度为h-=75mm，角焊缝用hf=8mm，按轴心受压等强度设计。 拼接角钢全截面承载力为 则上弦杆件与拼接角钢肢尖在街头一侧的焊缝长度为共有四条焊缝

21、，认为平均受力，每条焊缝实际长度：采用拼接角钢半长为179+5=184mm，总长l=2184=368mm，取实际长度为2200=400mm。 、支座节点“a” NAa=-31.25KN、NaB=-554.3KN、Nac=295.611、 腹杆焊缝设计a B肢背取190mm，hf1=10mm 肢尖取120mm，hf2=8mm。Aa杆内力较小取构造要求，hf2=5mm，肢尖肢背取l=70mm。ac杆设肢背焊缝厚度hf1=8mm，hf2=6mm 取140mm 取100mm2、 根据端斜杆和下弦杆杆端焊缝，节点板采用390×280×12。为便于施焊。且在支座设加劲肋140×12，高度为290mm。（1） 板底计算支座反力：R=8×62.5=500KN柱采用C30混凝土，所需板底净面积为An=500000/14.3=349.65cm2锚栓直径采用d=25mm，锚栓孔直径为50mm，则所需底板面积：A=An+A0=349.65+2×3×5+3.14×52/4=419.28