人字形单斜式腹杆屋架钢结构设计计算书

1、钢结构基本原理课程设计任务书目录TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc10666一、荷载及及内力计计算 图1.人字字形屋架架几何尺尺寸图图2.人字字型屋架架内力图图表1.人字字型屋架架轴力值值图3.垂直直支撑1-11图4.垂直直支撑2-22图5.上弦弦平面支支撑图6.下弦弦平面支支撑一、荷载及及内力计计算（一）荷载载计算高分子卷材材防水 0.005KNN/m22 找找平层（2mm厚） 0.440 KKN/mm2 泡泡沫混凝凝土保温温层（8cm厚） 00.500 KNN/m22 预预应力混混凝土大大型屋面面板 1.40 KN/m2 轧轧制H型钢檩檩条 00.1225KN

2、N/m22 恒载载总和 2.4475KKN/mm2 雪荷荷载 00.500 KNN/m22 积积灰荷载载 0.330 KKN/mm2可变荷载总总和 0.880 KKN/mm2由于屋面坡坡度不大大，对荷荷载的影影响较小小，未予予考虑。风风荷载为为吸力，重重屋盖可可不考虑虑。（二）荷载载组合一般考虑全全跨荷载载，对跨跨中部分分斜杆（一一般为跨跨中每侧侧各两根根斜腹杆杆）可考考虑半跨跨组合，本本设计在在计算杆杆件截面面时，将将这些腹腹杆均按按压杆控控制长细细比，不不必考虑虑半跨荷荷载作用用情况，只只计算全全跨满载载时的杆杆件内力力。节点荷载：组合一（可可变荷载载效应控控制的组组合）：Fd=(11.2

3、2.4475+1.440.5+1.40.90.3)49=1388.1668KNN 组组合二（永永久荷载载效应控控制的组组合）：Fd=(11.3552.4755+1.400.70.5+1.440.990.3)49=1511.533KN因此，节点点荷载取取1511.533KN.（三）内力力计算用图解法或或数解法法均可计计算出全全跨荷载载作用下下，屋架架的杆件件内力。其其内力设设计值见见图。二、杆件截截面选择择腹杆最大轴轴力为-5663.116KNN，查表表可知，选选用支座座节点板板厚t=14mmm,中间节节点板厚厚可为tt=12mmm。（一）上弦弦杆截面面设计整个上弦不不改变截截面，按按最大内内力

4、计算算。Nmaxx=-12265.88KKN设，查Q2235钢的稳稳定系数数表，可可得（由由双角钢钢组成的的T形和十十字形截截面均属属于b类），则则需要的的截面积积为根据需要AA，查角钢钢规格表表，选用用，肢背背间距a=112mmm，则： ，按所选角钢钢进行验验算：则=72.17，故所选截面面满足要要求。（二）下弦弦杆截面面设计也不改变截截面，按按最大内内力计算算。Nmaxx=13442.002KNN所需截面积积为：选用，因，故用用不等肢肢角钢，短短肢相并并， ，.符合要求 填板每节节间放两两块，斜腹杆截面面设计选取最大内内力 Nmaxx=-5663.116KNN设，查Q2235钢的稳稳定系数

5、数表，可可得， 则需要要的截面面积为根据需要AA，查角钢钢规格表表，选用用，肢背背间距a=112mmm，则： ，350，则=799.2，则： ， 符符合要求求 填板每每节间放放两块 中间竖杆截截面设计计N=2677.077KN，lox=2000cm，loy=2000cm。设，查Q2235钢的稳稳定系数数表，可可得，则则需要的的截面积积为根据需要AA，查角钢钢规格表表，选用用，肢背背间距a=112mmm，则： ，则=811.977，则符合要求 填板每每节间放放三块 略大于于，仍然然够用支座竖杆N=-5330.336KNNcm设，查Q2235钢的稳稳定系数数表，可可得，则则需要的的截面积积为: 根

6、据据需要A，查角钢钢规格表表，选用用，肢背背间距a=112mmm，则：，,则=666，则,符合要求求三、檩条的的布置和和验算檩条受力的的水平投投影面积积49=336，未未超过60，屋屋面活荷荷载为0.88kn/。檩条线荷载载为：=1.444.022+0.5+00.844=9.3288KN/mq=1.22（1.444.002+00.5）+1.40.84=11.83KKN/mm=q=111.83311.77KKN/mm弯矩设计值值：KN/m选用HW2250*2500*9*14其中，自重0.772KNN/m.验算强度：为使屋面平平整，檩檩条垂直直于屋面面方向的的挠度不不能超过过其允许许值.四、节点设

7、设计用E43焊焊条时，角角焊缝的的抗拉、抗抗压和抗抗剪强度度设计值值 ，各杆杆件内力力由图1查得，最最小焊缝缝长度不不应小于于,节点板板厚度为为10ccm。（一）下弦弦节点221、斜杆22-166与节点点的连接接焊缝计计算 N=4990.99k，设肢肢背与肢肢尖的焊焊角尺寸寸分别为为和。所需需焊缝长长 度为：肢背： ，取取2000mm肢尖：，取取1400mm2、斜杆22-155与节点点的连接接焊缝计计算N=-5663.116k，设肢肢背与肢肢尖的焊焊角尺寸寸分别为为和。所需需焊缝长长 度为肢背： ，取取2300mm肢尖： ，取取1600mm3、下弦杆杆与节点点板连接接焊缝计计算 焊缝缝受力为为

8、左右下下弦杆的的内力差差由斜腹腹杆焊缝缝决定的的节点板板尺寸，量量得实际际节点板板长度为为90cmm，肢背背及肢尖尖焊脚尺尺寸均取取为8mm，则则计算长长度lw=89.4cmm。肢背背焊缝应应力为: 肢背： +166=2888.66mm，取3000mm 肢尖： +166=1552.33mm，取1600mm图7.节点点2上弦节点1151、斜杆22-155与节点点板连接接焊缝计计算 N=-5663.116k，设肢肢背与肢肢尖的焊焊角尺寸寸分别为为和。所需需焊缝长长 度为肢背： ，取取2300mm肢尖： ，取取1600mm2、斜杆33-155与节点点板连接接焊缝计计算N=3055.799kN，设肢肢

9、背与与与肢尖的的焊脚尺尺寸分别别为和。所需 焊缝长长度为：肢背： ，取取1300mm 肢尖尖： ，取90mmm3、上弦杆杆与节点点板连接接焊缝计计算 为了便便于在上上弦上搁搁置大型型屋面板板，上弦弦节点板板的上边边缘可缩缩进上弦弦肢背7mm。用槽槽焊缝将将上弦角角钢和节节点板连连接起来来。由腹腹杆焊缝缝决定的的节点板板的尺寸寸，实际际测的节节点板长长度为76ccm. 假定集集中荷载载F由槽焊焊缝承受受，F=1151.53kkN，焊脚脚尺寸为为7mm，上弦杆肢尖尖焊缝受受力为左左右上弦弦杆的内内力差，偏偏心距e=116-22.513.5，偏心心力矩MM=Ne=6099.144133.5=8222

10、3.339KNNcm，采采用hf2=8mmm，lw2=74cmm，则 对N： 对M：此方案满足足条件，不不需要采采用节点点板伸出出的方案案。图8.节点点15（三）屋架架端部支支座节点点为便于施焊焊，下弦弦角钢水水平肢的的底面与与支座底底板的距距离一般般不小于于下弦伸伸出肢的的宽度，故故可取为为1200mm。在节节点中心心线上设设置加劲劲肋，加加劲肋的的高度与与节点板板的高度度相同，厚厚度同中中间节点点板为12mmm。1、支座底底板计算算支座反力2、腹杆杆杆端焊缝缝计算BF杆由前前面计算算结果取取肢背及及肢尖角角焊缝尺尺寸分别别为：mmm，mm, 。3、底板计计算支反力Rdd=4544.599K

11、N，fc=9.66N/mmm2，所需需底板净净面积：取锚栓直径径d=224mm，锚锚栓孔直直径为50mmm，则所所需底板板面积为为：按构造要求求采用底底板面积积为ab=22828=78445233.2ccm2，底板板净面积积为：底板实际应应力为：，查表得，则所需底板厚厚度 取20mmm 底板尺寸寸为28002002880。 图9.节点点1图10.底底板尺寸寸4、加劲肋肋与节点点板连接接焊缝计计算一个加劲肋肋的连接接焊缝所所承受的的内力为为，加劲劲肋高度度与节点点板同高高，厚度度取与中中间节点点板相同同为12mmm。采用用hf=8mm，验验算焊缝缝应力对V：对M： 5、节点板板、加劲劲肋与底底板的连连接焊缝缝计算设底板连接接焊缝传传递全部部支座反反力R=4454.59KKN取hf=88mm，实实际焊缝缝