砂场钢屋架计算书

1、龙滩大法坪砂石料系统批准:审查:校核:设计:目录一、拱形屋架计算31.荷载计算31.1恒载31.1.1波纹瓦重量31.1.2单榀拱形屋架自重31.1.3檩条重量31.1.4水平支撑重量31.2活荷载31.3风荷载31.4荷载组合31.4.1恒载+活载31.4.2恒载+风载41.4.3拱形屋架内力计算41.4.3.1拱形状特性41.4.3.2确定弹性中心的位置41.4.3.3求系数 11 2241.4.3.4求自由项 1P 2P 41.4.3.5求赘余力 X1 X251.4.3.6作内力图51.4.3.6.1作弯矩图51.4.3.6.2作剪力图61.4.3.6.3作轴力图62构件强度、稳定性校核

2、62.1拱形屋架整体稳定性62.2腹杆稳定性72.3水平拉绳强度校核82.4销轴强度校核8二、檩条计算81.1檩条内力图81.2上弦杆强度校核81.3腹杆强度校核8三、立柱计算92一、拱形屋架计算1.荷载计算如图 1 取两个拱形屋架和之间的檩条、瓦片作为计算单元1.1 恒载1.1.1 波纹瓦重量：G=90.28T，面积 14372.95m ，拱形屋架弧长250.664m根据构造，屋架由 22 榀拱组成，折算成单榀拱上的线荷载为K =90.28/（50.66422）=0.081T/m11.1.2 单榀拱形屋架自重 2.188T，折算成单榀拱上的线荷载为K =2.1882/50.664=0.086

3、T/m21.1.3 在一个计算单元内有 30 根檩条，单根檩条重量 0.104T，折算成单榀拱上的线荷载为图1K =0.10430/50.664=0.062T/m31.1.4 在一个计算单元内有 3 0.967T榀拱上的线荷载为K =0.9673/50.664=0.057T/m41.2 活荷载雪（霜）载 q =0.005T/m12积灰载 q =0.01T/m22将雪（霜）载、积灰载折算成单榀拱上的线荷载为（拱形屋架间距 12m）K =（0.005+0.01）12=0.18T/m51.3 风荷载基本风压。=0.035T/m2折算成单榀拱上的线荷载为1.4 荷载组合1.4.1 恒载+活载对 于 单

4、 榀 拱 形 屋 架 K= （ K + K + K + K + K ） /2=3屋架1245（0.081+0.086+0.062+0.057+0.18）/2=0.233T/m根据构造，拱形屋架有 33 个节点，将均布荷载折算为节点力N =（0.23350.664）/33=0.358T屋架3对于单根檩条 K = （K+K+K ）/30=（0.081+0.062+0.18）/30=0.011T/m3檩条15根据构造，檩条有 12个节点，将均布荷载折算为节点力N =0.01112/12=0.011T檩条1.4.2恒载+风载根据规范TJ-79风载体形系数背风面 K=-0.5；迎风面 K=-0.707由

5、于风载K=0.42（-0.707）=-0.297T/m 起到卸载作用，所以当恒载与风载组合时，6予考虑。1.4.3拱形屋架内力计算如图 2 将拱形屋架简化成两端固定约束的刚杆q=K =0.233T/m R=27.739m屋架1.4.3.1形状特性Sin =0.7285 Cos =0.68500rad =46.7641.4.3.2 确定弹性中心 O 的位置 x=RSiny=RCos弹性中心 O在参考坐标轴上的坐标 x=001.4.3.3求系数 11由于 f/l=8.739/40.438=1/4.62731/5算时，只考虑弯矩的影响。y=(R Sin 00.7285/0.8162=24.759mE

6、I =2R =1.632R11图2EI =2R（ /2-（Sin / （1/4）3222000Sin（2 ）0=2R（0.4081-0.6502+0.2497）=0.0157 R331.4.3.4求自由项 M=-(q/2) x=-(q/2) (R Sin )222P4（-q/2）R Sin R d =- qR ( /2)-(1/4) Sin22230 =-0.1586 qR3R （Sin ）/ - Cos （-q/2）R Sin R d2200- qR（Sin ）/2-( Sin Sin2 ) /(4 )- (Sin =430000 )/3=-0.0126qR401.4.3.5求赘余力 X X

7、12X=- / 0.1586 qR/1.63227.739=17.423 Tm2=0.02264211P11X=- /0.0126qR/0.0157 =0.18727.739=5.187 T=22P221.4.3.6作内力图如图 31.4.3.6.1作弯矩图M= X + Xy+ M=17.423+5.187P=-0.11352My y= -0-x) - 0.1135x2M图计算结果列于表 1图3Mxy051234 1.4.3.6.2作剪力图Q=Sin +Q=5.187 Sin +QX2ppSin =x/27.739 Cos =(1 -Sin ) =(27.739 -x) /27.73920.5

8、220.5Cos =-0.233 Q xpQ图计算结果列于表 2Q x012341.4.3.6.3作轴力图N=Cos + N=5.187Cos + NX2pp=qxSin =0.233x（x/27.739）N图计算结果列于表 3N012342构件强度、稳定性校核2.1拱形屋架整体稳定性根据 1.4.3.6得到最大弯矩在分段点 0处 M =1.966 Tm=196.6 Tcmmax6最大剪力在分段点 4处 Q =0.555 Tmax最大轴力在分段点 4处 N =6.985 Tmax图4拱形屋架截面构造如图 4弦杆特性 102mm =4mm对于整体 L=4528.035 cm，弦杆截面积 A=12

9、.32 cm I=148.09 cm24I = 12.3243.32+12.3286.6 +148.093=115937.494 cm422合r=(I / A ) =56.007cm0.5合合W = I / r=2070.054 cm合 合3 = Lr =80.847查表 =0.729x =N (A )+ M W =6.985(0.72912.323)+196.600 max合max合2070.054=0.354T/ cm=35.4 N/ mm22 = 180 N/ mm2拱形屋架整体稳定性达到要求。2.2腹杆稳定性腹杆特性： 45mm =3mm L=200.600cm，弦杆截面积A=3.96

10、0cm I=8.772cm4r=1.49 cm = Lr=134.631 查表 =0.376如图腹杆作为轴心受压件的缀条对于 Q235钢剪力 Q=20A （A 毛载面积）/主枝截面积 A=12.32 cm 缀条截面积 A=3.96 cm2212对于单柱： 即（12.32+3.96）320=976.8kg对于单侧面 QQ/1.5=651.2kg/N Q/cos45=920.936kg/xt1 =N (A)=0.921(0.3763.96)=0.619T/cm=61.855N/mm22xt17 = 180 N/ mm2腹杆整体稳定性达到要求。2.3水平拉绳强度校核由 1.4.3.6.3得到 N =

11、 6.985 T 由图得到 N 的水平分力 N =4.783T水平屋架屋架选用 20NAT619型钢丝绳，最大拉力 22.686Tn=22.686/4.783=4.743 n3钢丝绳强度满足使用要求。2.4销轴强度校核由一、2.3得到 Q=4.783T销轴截面特性 A= 3=28.274 cm22 = QA =4.78328.274 =0.169T/ cm=16.917 N/ mm22 = 160 N/ mm2腹杆整体稳定性达到要求。二、檩条计算1.1由一、1.4.1得到 N =0.011T檩条檩条节点力如图 5上弦杆最大压杆 N =-0.349T弦杆图5腹杆最大拉杆 N =0.350T，最大

12、压杆 N =-0.078T腹杆 腹杆1.2 弦杆特性： 75755mmL=91.900 cm，弦杆截面积 A=7.410 cm2I=32.21 cm4r=2.32cm = Lr=39.612 查表 =0.927 =N (A)=0.349/0.9277.410=0.051 T/ cm=5.1 N/ mm22弦杆 = 180 N/ mm2檩条弦杆稳定性达到要求。1.3 腹杆特性： 14mmL=57.0 cm，截面积 A=1.539 cm I=0.19 cm2 48r=0.35cm = Lr=162.857 查表 =0.251 =N (A)=0.078/0.2511.539=0.202T/cm=20

13、.192N/mm22腹杆 = 180 N/ mm2檩条受压腹杆稳定性达到要求。三、立柱计算1.1在一个计算单元内作用于四根立柱的荷载总和G =90.28/21=4.299T瓦G=0.9673=2.901T水平支撑G =0.10430=3.120T檩条G =2.1882=4.376T屋架G=（0.01+0.005）50.96112=9.173T活荷载G= G +G瓦+G +G +G檩条 屋架=23.869T水平支撑活荷载立柱轴心力 G =23.869/4=5.967T单根据一、1.4.3.6.1得到 M根据一、1.4.3.6.3得到 N=0.941 Tm立柱顶=6.985T引起的立柱柱脚弯矩，所以忽略 N立柱顶因为设置水平拉绳，抵消由 N对立柱立柱顶立柱顶弯矩的影响综合得到立柱 M = 0.941 TmMax1.2立柱截面特性同拱形屋架弦杆特性，单根柱子 102mm =4mm对于整体 L=2208.2 cm，弦杆截面积 A=12.32 cm I=148.09 cm24I = 12.3243.32+12.3286.6 +148.