梯形钢屋架钢33米课程设计计算书

1、文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持.钢结构课程设计 设计资料、1、已知条件：梯形钢屋架跨度33m，长度120m，柱距6m。屋架铰接于混凝土柱上，屋面采用单层彩色钢板波形瓦，屋面坡度 1/10。屋面活荷载标准值i为0.7 kN/m，屋架铰支在钢筋混凝土柱上，上柱截面为400 mm400 mm，混凝2土标号为C20。钢材采用Q345B级，焊条采用E50型。2、屋架计算跨度：Lo=3320.15=32.7m，3、跨中及端部高度：屋架的中间高度Lo/50060mm。二、结构形式与布置屋架形式及几何尺寸见图1 所示，支撑布置见图2 所示。图1 屋架形式及几何尺寸图2 屋架支撑布

2、置图三、荷载与内力计算1.荷载计算荷载与雪荷载不会同时出现，故取两者较大的活荷载计算。永久荷载标准值钢屋架和支撑自重30=0.45kN/0.12kN/单层彩色钢板波形瓦总计 0.57kN/可变荷载标准值屋面活荷载0.70 kN/总计 0.7kN/永久荷载设计值可变荷载设计值1.20.57=0.684kN/1.40.7=0.98kN/1文档收集于互联网，已整理，word版本可编辑.文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持.2.荷载组合设计屋架时，应考虑以下三种组合：全跨永久荷载+全跨可变荷载全跨节点永久荷载及可变荷载： F=(0.684+0.98) 1.56=14.97kN

3、全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨节点永久荷载：半跨节点可变荷载：F1=0.6841.56=6.156kNF2=0.981.56=8.82 kN 全跨屋架及支撑自重屋面板重半跨屋面活荷载全跨节点屋架及支撑自重： F3 1.21.56=4.86kN半跨大型屋面板重及活荷载：3.内力计算0.12+0.71.4) 1.56= 10.33kN本设计采用程序计算杆件在单位节点力作用下各杆件的内力系数，见表1。第二种组合计算杆ABBCCDDEEFFGGHHJIJJKabbccddeefaBBbbDDccFFddH0-0.-11.35 -8.49 -3.45-584.54-501.99 -281.38 -151

4、.20 -631.-816.31 -437.36 -260.94 -1011.-928.19-1084.51-1106.60-1127.84-983.61 -495.40 -336.29 -1197.-1045.50 -483.41 -387.07 -1243.139.13 -1264.4.9411.3329.36787.961024.841104.721024.57-586.93451.76-382.00267.08-202.88117.25-55.66352.854.20.21 14.1422.12 14.441124.1230.1181.21.23 11.68 11.68-11.34 -

5、8.66 -3.27-498.65 -285.72 -146.49 -630.392.79 215.31 122.32 490.-342.85 -176.39 -114.66 -420.6.47299.-235.145.-80.22He-1.25-27.115.-50.151.eggK1.532.163.4-2.28-2.32115.74151.4422.7046.78-50.25-48.114.07120.16116.942文档收集于互联网，已整理，word版本可编辑.文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持.-48.28.gI0.5428.08-30.43-55.47A

6、aCbEcGdJgIeKf-0.55 -0.54-30.-55.-1-0.98 -0.98-0.85 -0.9-1.42 -1.430.02-0.99-54.52-48.10-79.160.78-54.-48.-79.1.0四、杆件截面设计N=-630.83KN，由屋架节点板厚度参考可知：支座节点板刚度取 14mm；其余节点板与垫板厚度取 12mm。1.上弦杆整个上弦杆采用相同一截面，按最大内力计算，N=-1264.45KNl计算长度： 屋架平面内取节间轴线长度 =1507mmOx屋架平面外根据支撑，考虑到大型屋面板能起一定的支撑作用，取l上弦横向水平支撑的节间长度： =4521mmOy见图

7、3图 3 上弦截面设 =60，查轴心受力稳定系数表，=0.807N需要截面积A*=1246.45*10=7287.7mm2.f li l*i*需要回转半径 = = 75.4oxyxi*yi*根据需要的A*、 、查角钢型钢表，初选 2 L ，mmxA=7793， =308mm ， =88mm。i i2yx3文档收集于互联网，已整理，word版本可编辑.文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持.按所选角钢进行验算： l1507308= = 48.96=15051.41=150 xix l452488= =oyyiy由于 ，只需求出 ，查轴心受力稳定系数表， 0.847yyxyN

8、 1264.65103191.59MPal ,故用不等肢角钢，短肢相并，见图 4。图 4 下弦截面mmA=6742， =31mm， =87.4mm。i i2yx300031 l=96.77 =350 xix l1485087.4= 169.91 =350所选截面满足要求。oyyiy3. 端斜杆 allll已知 N-630.83kN， 2456mm。因为 ，故采用不等肢ii 角钢，长肢相并，使 ，选用角钢 2 L 140 90 10yxi2 i4452.2mm ， 44.7mm， 87.4mmyx截面刚度和稳定验算：l= =150 xix4文档收集于互联网，已整理，word版本可编辑.文档来源为

9、:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持.l2456=65.66 =150oyyiy因为 只需求 ，查表得 =0.764yxyyN630.83103185.46MPa215 MPa 所选截面满足要求。0.7644452.2 Ay4.再分腹杆 eg-gK此杆在 g节点处不断开，采用通长杆件。拉力：N 151.44， N 115.74kN压力：N 50.52kN，N 48.11KNl计算长度：屋架平面内取节点间轴线长度屋架平面外根据支撑布置取：=0.82250= 0.82250=1800mml= （0.75+0.25 N ）=450（0.75+0.25）=4446.3mm11N2选用 2

10、 L 63 5，见图 5。图 5 再分腹杆 egK图 6 中竖杆 KfA=1228.6mm ， =19.4mm， =30.4mm。2iiyx180019.4l=92.78=53.9 =150 xix l4446.330.4= 146.25 =150oyyiy因为 只需求 ，查表得 =0.32，则yxyyN50.52103128.5MPa215 MPa0.321228.6 AyN 151.443拉应力： 123.26 215所选截面满足要求A1228.65.竖杆 Ie-79.16KN， l 0.8l 0.8 30522442mm， l l 3052mm0 x0y由 于 杆 件 内 力 较 小 ，

11、 按=150 选 择 ， 需 要 的 回 转 半5文档收集于互联网，已整理，word版本可编辑.文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持.244.2l305.2li xi y 查型钢表，选用 2 L 5,其几何特性为A=1228.6mm 2i 19.4mmi 30.4mmxy因为 只需求 ，查表得 =0.406，则xyxx其余各杆件截面选择过程不一一列出，计算结果见表 26文档收集于互联网，已整理，word版本可编辑.文档来源为:从网络 8 1 1 87文档收集于互联网，已整理，word版本可编辑.文档来源为:从网络屋架杆件截面选择表8文档收集于互联网，已整理，word版本

12、可编辑.文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持.五、节点设计用 E50 焊条时，角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值 f MPawf各杆件内力由表 1 查得1. 下弦节点 b（1）斜杆 Bb与节点的连接焊缝计算：设肢背与肢尖的焊角尺寸分别为 8mm 和 。所需焊缝长度为：0.7N2h f0.7490090肢背： 182.3316198.33mm，取l 200mml20.78160wwwef0.3N2h f0.3490090肢尖： 109.412121.4mm，取 120mml wl20.76160wwef（2） 斜杆 Db与节点的连接焊缝计算：设肢背与肢尖的焊角尺寸分别为

13、8mm 和 。所需焊缝长度为：0.7420000肢背：l 164.0616 180.06mm，取l 180mm20.781600.3420000ww肢尖：l =93.75+12=105.75mm，取l 110mm20.76160ww（3）竖杆 Cb 与节点板连接焊缝计算：因其内力很小，焊缝尺寸可按构造确定，取焊脚尺寸h =5mm。f根据上面求得的焊缝长度，并考虑杆件之间应有的间隙及制作和装配等误差，按比例绘出接点详图，从而确定节点板尺寸为 457mm340mm。（4）下弦杆与节点板连接焊缝验算：焊缝受力为左右下弦杆的内力差 N=854.16-352.13=502.33KN肢背的焊脚尺寸为 6m

14、m 457mm,受力较大的肢背处的焊缝应力0.75502.333为：100.79 160MPa20.76(45712)f（5）节点板尺寸：根据以上求得的焊缝长度，并考虑杆件之间应有的间隙和制作装配等误差，按比列作出构造详图，从而定出节点尺寸。如图 7 所示图 7 节点板 b 尺寸2 .上弦节点 B（1）斜杆 Bb与节点板连接焊缝计算，与下弦节点 b 中 Bb杆计算相同。（2）斜杆 Ba与节点板连接焊缝计算设肢背与与肢尖的焊脚尺寸分别为 10mm 和 6mm。所需焊缝长度为0.7N2h f0.7630830肢背： l 18320 mm，取l 210mm20.710160wwwef0.3N2h f

15、0.3630830肢尖：l 164.2812176.48mm，取 180mml w20.76160wwef9文档收集于互联网，已整理，word版本可编辑.文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持.（3）上弦杆与节点板连接焊缝计算：为了便于在上弦上搁置大型屋面板，上弦节点板的上边缘可缩进上弦肢背8mm P 内的应力由下面计算得11 节点板厚度 12 6mm， 10fhhmm22f上弦与节点板间焊缝长度为 470mm，则55629P14MPa0.8MPa fw20.7h l20.76470fff1上弦杆尖焊缝受力为左右上弦杆的内力差 N=631.39-0.26=631.13KN

16、偏心距 e 84.1mm设需焊缝长度为 470mm，则（4）节点板尺寸：方法同前，如图 8 所示10文档收集于互联网，已整理，word版本可编辑.文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持.图 8 节点板 B尺寸3 .屋脊节点 K（1） 弦杆与拼接角钢连接焊缝计算：弦杆一般用与上弦杆同号角钢进行拼接，为使拼接角钢与弦杆之间能够密合，并便于施焊，需将拼接角钢进行切肢、切棱。拼接角钢的这部分削弱可以靠节点板来补偿。拼接一侧的焊缝长度可按弦杆内力计算。设肢尖、肢背焊脚尺寸为 10mm，则需焊缝长度为N1264450l w 282.2420 302.24mm，取l =300mm40.

17、7h f40.710160wwff拼接角钢长度取 2(300+20)+24 664mm( 2 ) 斜杆与节点板连接焊缝的计算：设肢背与肢尖的焊角尺寸分别为 6mm 和 ，所需焊缝长度为：0.7151440肢背：l 1290.88mm，取l =100 mm20.761600.3151440ww肢尖：l 10 50mm，取焊缝长度l =60mm20.75160ww根据上面求得的焊缝长度，并考虑杆件之间应有的间隙及制作和装配等误差，按比例绘出接点详图，从而确定节点板尺寸为 500mm240mm。( 3 ) 弦杆与节点板的连接焊缝计算：取节点板的长度为 500mm，则节点一侧弦杆焊缝的计算长度为500

18、/21020220 mm。上弦肢背与节点板用槽焊缝，假定承受节点荷载55629P18.06MPa0.8 f 156.16MPaw20.7h l20.710220fffw 15%设焊脚尺寸为 10mm。（4）中竖杆与节点板的连接焊缝计算此杆内力很小，焊缝尺寸可按构造确定，取焊脚尺寸h =5mmf（5）节点板尺寸：方法同前，如图 9 所示图 9 节点板 K尺寸4 .下弦跨中节点 f（1）弦杆与拼接角钢连接焊缝计算拼接角钢与下弦杆截面相同，设肢尖、肢背焊脚尺寸为8mm，则需焊缝长f67.4210021540.78160度为 l 404mm，取l =404+16=420mm40.7h fwwwff拼接

19、角钢长度 2 420+20=860mm（2）弦杆与节点板连接焊缝计算按下弦杆内力的 15%计算，设肢背、肢尖焊脚尺寸为6mm，弦杆一侧需焊缝长度为0.711810000.1520.76160肢背：l 12 104.27mm，取l =110mmww文档收集于互联网，已整理，word版本可编辑.文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持.0.311810000.15肢尖l 12 51.54mm，取 =60mmlw20.76160w（3）节点板尺寸：方法同前，如图 10 所示图 10 节点板 f尺寸5 .端部支座节点 a图 11 支座节点 a肢的宽度，故可取为 180mm。在节点中

20、心线上设置加劲肋，加劲肋的高度与节点板的高度相同，厚度同端部节点板为 14mm。（1） 支座底板计算支座反力R 5562910556290N取加劲肋的宽度为 ，考虑底板上开孔，锚栓直径取 d=25mm，锚栓孔直径为60mm，则所需底板面积：R12.5 3.14 /4 47329.2 按构造要求取底22fc板尺寸为 280mm 400mm，偏安全地取有加劲肋部份的底板承受支座反力，则承压面积： A 280(211014) 65520mm2cR 556290验算柱顶混凝土的抗压强度： 8.49 12.5MPa f满足MPaA65520cn底板的厚度按支座反力作用下的弯矩计算,节点板和加劲肋将底板分为四块，每块板为两边支承而另两块相邻边自由的板，每块板的单位宽度的最大弯矩为式中 底板下的平均应力， =8.49MPa两边支承对角线长，= 14/2) 110 172.6mm2222/b b决定。 为两边支承的焦点到对角线 的垂直距离。由系数，由2222133110172.6相似三角形的关系，得 b 84.8mm2b /2=0.49，查表得 0.0586，则单位宽度的最大弯矩为2NM=0.05868.49172.62 14821.32底板厚度 6M / f 6/=20.34mm, 取 t=22mm（2）加劲肋与节点板的连接焊缝计算