钢屋架设计算例

1、梯形钢屋架设计梯形钢屋架设计张杨2011 12 19一、算例设计资料一、算例设计资料1 、车间柱网布置：长度54m；柱距6m；跨度L=21m。 2 、屋面坡度1103 、屋面材料：预应力大型屋面板4 、荷载：1）静载：屋架及支撑自重0.42kN/m2 ；屋面防水层 0.4kN/m2 ；找平层0.4kN/m2； 大型屋面板自重（包括灌缝）1.4kN/m2 ； 泡沫混凝土保温层0.3kN/m2 。2）活载：屋面活荷载0.3kN/m2 ；雪荷载0.4 kN/m2； 积灰荷载0.45kN/m2； 5、材质：钢材采用Q235B钢，焊条为E43型，手工焊。6、结构形式与选型标志跨度与计算跨度：标志跨度是柱

2、网轴线的横向间距，以3m为模数，计算跨度是屋架两端支座反力的距离，对于封闭结合，计算跨度标志跨度2(150200)。封闭结合：边柱外缘和墙内缘与纵向定位轴线相重合。非封闭结合：边柱外缘与纵向定位轴线之间加联系尺寸。钢屋架计算跨度的确定：简支于柱顶的钢屋架，其计算跨钢屋架计算跨度的确定：简支于柱顶的钢屋架，其计算跨度取决于屋架支反力间的距离。度取决于屋架支反力间的距离。屋架的计算跨度屋架的计算跨度 端部高度 ：对于缓坡梯形屋架，铰接时端高为1.82.1m，刚接时端高为1.82.4m。 跨中高度 ：由最大高度（运输条件），最小高度（刚度条件），经济高度决定。 为标志跨度，为屋架坡度h0hiLhh2

3、10iL图1 屋架尺寸及几何形式（单位：mm）屋架计算跨度=L 20.15=21 20.15=20.7m,屋 架尺寸及几何形式如下图1：屋架杆件几何尺寸屋架标志跨度大于等于24m时，跨中应起拱约标志跨度的1/500。256525652565二、屋盖支撑布置二、屋盖支撑布置 根据车间长度、屋架跨度和荷载情况，设置两道上、下弦横向水平支撑。上弦横向水平支撑必设，设在两端柱间，间距不大于60。在设置横向水平支撑的柱间，于屋架跨中和两端共设三道垂直支撑。上下弦在跨中和端部设三道系杆，在屋脊节点及支座节点处沿厂房纵向设置通长的刚性系杆，下弦跨中节点设置一道纵向通长的柔性系杆，支撑布置见下图。上弦支撑下弦

4、支撑图2 屋面支撑布置图（单位：mm）三、荷载与内力计算三、荷载与内力计算1、荷载计算、荷载计算 根据荷载规范，屋面活荷载与雪荷载不会同时出现，取两者较大值者（屋面活荷载0.3kN/m2 As ，满足要求。底板所受的实际均布反力节点板和加劲肋将底板分成四块相同的两相邻边支撑板，它们对角线长度1及内角顶点到对角线的距离b1分别为：b1 =(140170)/220=108mmmm220170140221cfmmNAARq23/53. 35963840001031.275b1 / 1 =0.49,查得=0.058，两相邻边支撑板单位宽度的最大弯矩为：M= q 12 =0.0583.532202 =

5、9909Nmm所需底板厚度为：实取底板尺寸为-28030020mm。)20(6 .16215990966mmtmmfMt取（2） 加劲肋与节点板的焊缝计算 焊缝长度等于加劲肋高度，也等于节点板高度。由节点图量得焊缝长度为492mm，设焊脚尺寸hf =6mm，计算长度l w=492-12-15=465mm，每块加劲肋近似的按承受R/4计算， R/4作用点到焊缝的距离为e=(140-6-15)/2+15=74.5mm。则焊缝所受剪力V及弯矩M为： V=275.31/4=68.8 kN M=Ve=68.874.5=5126 kNmm焊缝强度验算:满足要求。2f2ff=（3）加劲肋和节点板与底板的焊缝

6、计算hf 应满足角焊缝的构造要求： hf =1.5 =7mm，hf = 1.2tmin=1.212=14.4mm，实取hf =8mm。maxt223/160/4198087 . 022. 11031.2757 . 022. 1mmNfmmNlhRwfwf如图所示六条焊缝总的计算长度：l w =2(300-16)+2(280-12-215-48)=980 mm6、节点板计算（1）节点板在受压腹杆的压力作用下的计算 所有无竖杆相连的节点板，受压腹杆杆端中点至弦杆的净距离c与节点板厚度t之比，均小于或等于 。所有与竖杆相连的节点板，c/t均小于或等于 ，因而节点板的稳定均能保证。y/23510fy/

7、23515f（2）所有节点板在拉杆的拉力作用下，也都满足要求，因而节点板的强度均能保证。此外，节点板边缘与腹杆轴线之间的夹角均大于15，斜腹杆与弦杆的夹角均在2565之间，节点板的自由边长度与厚度之比均小于 ，都满足构造要求，节点板均安全可靠。y/23560f截面设计中注意：截面设计中注意：（1）在同一榀屋架中角钢的规格不宜过多，一般不宜超过56种；（2）防止杆件在运输和安装过程中产生弯曲和损坏，角钢的尺寸不宜小于454或56364；（3）屋架弦杆一般采用等截面；绘图注意事项：绘图注意事项： 节点板和填板： 厚度：按端斜杆杆力确定，查表。 尺寸：由连接杆件的大小和焊缝的长短决定，满足传力要求的

8、前提下节点板尺寸应尽量紧凑。 形状：简单规则，至少有两边平行。节点板边线对杆件边线间的扩散角宜1:41:3（约1520），强度用足的杆件宜1:2（约25） 不正确 正确 正确 1 1 43 43 不正确 填板：角钢肢之间每隔一定间距焊一块填板 宽度：5080mm，厚度与节点板相同 间距：40i(压杆)，80i(拉杆) i为一个角钢平行于填板的形心轴的回转半径 对十字形截面为一个角钢的最小回转半径 1 1 5080 1015 L L 1 1 1015 幅面及图框尺寸： 采用A1号图纸，外框线尺寸为594mm841mm. 构件详图中杆件截面和节点尺寸比例是轴线比例的两倍。即：轴线比例1：20；节点和构件比例1：10。构件长度取5mm或10mm的倍数。 屋架几何尺寸及内力图上一半标杆力系数，一半标杆件起拱后的轴线尺寸，有起拱的标出跨中起拱高度。 注意耳板、垫板、预留孔的位置，节点板、耳板、垫板在上下弦平面上的投影。 编制材料表，对所有零件应进行详细编号，编号应按零件的主次、上下、左右一定顺序逐一进行。完全相同的零件用同一编号，