21m跨径简支梯形钢屋架设计有檩

目录1.设计资料 12.屋架形式及几何尺寸 13.支撑布置 14.荷载和内力计算 24.1荷载计算 24.1.1永久荷载（水平投影面） 24.1.2可变荷载 24.2荷载组合 34.3内力计算 35.杆件截面选择及验算 55.1上弦杆件截面 55.2下弦杆件截面 65.3斜腹杆件截面 65.4竖直杆件截面 106.典型节点设计 116.1下弦节点“b” 116.2上弦节点“B” 126.3屋脊节点“K” 146.4支座节点“a” 147.参考文献 178.结束语 1721m跨径简支梯形钢屋架设计（有檁）1.设计资料厂房跨度为21m，长度为96m，柱距为12m，简支于钢筋混凝土柱上，屋面材料为长尺压型钢板，屋面坡度为i=1/12，采用轧制H型钢檩条，水平间距自定，基本风压位w0=0.5KN/m2,屋面离地面高度为20m，雪荷载为s0=0.4KN/m2，不考虑风压。钢材采用Q235B，焊条采用E43型，混凝土标号为C20。2.屋架形式及几何尺寸该屋架为有檁屋盖方案，i=1/12，采用平坡梯形屋架。屋架计算跨度，端部高度取，中部高度2863mm，屋架杆件几何长度如图2.1所示。3.支撑布置支撑布置如图3.1所示4.荷载和内力计算4.1荷载计算4.1.1永久荷载（水平投影面）压型钢板檩条（约0.5KN/m，水平间为1.5m）屋架及支撑自重恒载总和4.1.2可变荷载（1）因屋架受荷水平投影面积超过60m2，故屋面均布活荷载取为（水平投影面），小于雪荷载，故活荷载取为。（2）风荷载：风荷载高度变化系数为1.25，屋面迎风的体形系数为-0.6，被风面为-0.5，所以负风压的设计值（垂直与屋面）为迎风面：背风面：和垂直与水平面的分力未超过荷载分项系数取1.0时的永久荷载。故将拉杆的长细比控制在350以内。4.2荷载组合跨度中央每侧各两根斜腹杆均按压杆控制其长细比，只计算全跨满载时的杆件内力。节点荷载设计值：按可变荷载效应控制的组合：其中永久荷载分项系数,屋面活荷载或雪荷载，荷载分项系数。按永久荷载效应控制的组合其中，永久荷载分项系数,屋面活荷载或雪荷载，荷载分项系数，组合系数。故节点荷载取为,支座反力。4.3内力计算屋架在上述荷载组合作用的计算图4.3.1所示，用软件求得在F=28.6作用下屋架各杆的内力入图4.3.2所示。内力计算杆端内力值(乘子=1)杆端1杆端2单元码轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩1118.8000000.000000000.00000000118.8000000.000000000.000000002287.8158730.000000000.00000000287.8158730.000000000.000000003358.8000000.000000000.00000000358.8000000.000000000.000000004357.4375540.000000000.00000000357.4375540.000000000.000000005358.8000000.000000000.00000000358.8000000.000000000.000000006287.8158730.000000000.00000000287.8158730.000000000.000000007118.8000000.000000000.00000000118.8000000.000000000.000000008-14.30000000.000000000.00000000-14.30000000.000000000.0000000090.000000000.000000000.000000000.000000000.000000000.0000000010-218.3699450.000000000.00000000-218.3699450.000000000.0000000011-218.3699450.000000000.00000000-218.3699450.000000000.0000000012-334.8712990.000000000.00000000-334.8712990.000000000.0000000013-334.8712990.000000000.00000000-334.8712990.000000000.0000000014-367.1916560.000000000.00000000-367.1916560.000000000.0000000015-367.1916560.000000000.00000000-367.1916560.000000000.0000000016-367.1916560.000000000.00000000-367.1916560.000000000.0000000017-367.1916560.000000000.00000000-367.1916560.000000000.0000000018-334.8712990.000000000.00000000-334.8712990.000000000.0000000019-334.8712990.000000000.00000000-334.8712990.000000000.0000000020-218.3699450.000000000.00000000-218.3699450.000000000.0000000021-218.3699450.000000000.00000000-218.3699450.000000000.00000000220.000000000.000000000.000000000.000000000.000000000.0000000023-14.30000000.000000000.00000000-14.30000000.000000000.0000000024-220.6178820.000000000.00000000-220.6178820.000000000.0000000025170.6796100.000000000.00000000170.6796100.000000000.0000000026-28.60000000.000000000.00000000-28.60000000.000000000.0000000027-130.9685910.000000000.00000000-130.9685910.000000000.000000002885.63060280.000000000.0000000085.63060280.000000000.0000000029-28.60000000.000000000.00000000-28.60000000.000000000.0000000030-50.37989950.000000000.00000000-50.37989950.000000000.000000003114.30593600.000000000.0000000014.30593600.000000000.0000000032-28.60000000.000000000.00000000-28.60000000.000000000.000000003318.28224770.000000000.0000000018.28224770.000000000.000000003418.28224770.000000000.0000000018.28224770.000000000.0000000035-28.60000000.000000000.00000000-28.60000000.000000000.000000003614.30593600.000000000.0000000014.30593600.000000000.0000000037-50.37989950.000000000.00000000-50.37989950.000000000.0000000038-28.60000000.000000000.00000000-28.60000000.000000000.000000003985.63060280.000000000.0000000085.63060280.000000000.0000000040-130.9685910.000000000.00000000-130.9685910.000000000.0000000041-28.60000000.000000000.00000000-28.60000000.000000000.0000000042170.6796100.000000000.00000000170.6796100.000000000.0000000043-220.6178820.000000000.00000000-220.6178820.000000000.000000005.杆件截面选择及验算腹杆最大内力为-220.7KN，查表可知，选用中间节点板厚度为t=8mm。支座节点板厚度10mm。5.1上弦杆件截面整个上弦杆不改变截面，按最大内力计算选用（如图5.1.1所示）(b类)双角钢T型截面绕对称轴（y轴）应按弯扭屈曲计算长细比。因为故有则有，故（b类）填板每个节间放一块（满足范围内不少于两块），5.2下弦杆件截面下弦也不改变截面，按最大内力计算，链接支撑的螺栓孔中心至节点板边缘距离为100mm，可不考虑螺栓孔的削弱选用（短肢相并如图5.2.1所示）填板每个节间放一块。5.3斜腹杆件截面（1）杆件B-a选用(长肢相并如图5.3.1所示)，，故长肢相并的不等边双角钢截面的绕对称轴的换算长细比为故则有（b类）（2）杆件B-b选用（截面如图5.3.2所示）则填板放置2块（3）杆件D-b选用（截面如图5.3.3所示）则故由查表可知（b类）则填板取3块（4）杆件D-c选用(截面如图5.3.4所示)则填板取2块（5）杆件F-c选用(截面如图5.3.5所示)则故有可知（b类）则填板取3块（6）杆件F-d由于内力不大故取(截面如图5.3.4所示)则填板取3块（7）杆件H-d内力不大，按受压杆长细比控制截面（跨中腹杆在半跨荷载作用下，内力变号），选择(截面如图5.3.6所示)填板取3块5.4竖直杆件截面（1）杆件A-a内力较小，按选择截面。选择(截面如图5.4.1所示)填板取3块，（2）杆件C-b，E-c，G-d，,内力不大，故均按选择截面对于C-b杆选择(截面如图5.3.4所示)填板取4块，对于E-c杆选择(截面如图5.4.1所示)填板取3块，，略大于实际可取。对于G-d杆选择(截面如图5.4.1所示)（3）杆件H-e内力为0，按选择截面选用(截面如图5.3.5所示)填板取3块，。全部杆件截面选取见表1所示，连接垂直支撑的中央竖向杆采用十字形截面，其计算长度为，其他腹杆除A-a,B-a外。6.典型节点设计6.1下弦节点“b”腹杆与节点板的连接焊缝计算。对于B-b杆设肢背，肢尖。则所需焊缝长度为（考虑起弧灭弧缺陷）肢背：取100mm肢尖：取70mm对于D-b杆设肢背，肢尖。则所需焊缝长度为（考虑起弧灭弧缺陷）肢背：取80mm肢尖：取50mm对于C-b杆，由于内力较小，焊缝长度按照构造要求采用，故设设肢背，肢尖，则由构造要求可知：肢背：取60mm肢尖：取50mm故由腹杆焊缝长度可估算出节点板的尺寸如图6.1.1所示验算下弦杆与节点板连接焊缝，内力差设下弦板肢背，下弦杆与节点板的焊缝长度为250-16=234mm，故肢背焊缝应力为6.2上弦节点“B”腹杆与节点板的连接焊缝计算。对于B-a杆设肢背，肢尖。则所需焊缝长度为（考虑起弧灭弧缺陷）肢背：取130mm肢尖：取70mm对于B-b杆设肢背，肢尖。则所需焊缝长度为（考虑起弧灭弧缺陷）肢背：取100mm肢尖：取70mm故由腹杆焊缝长度可估算出节点板的尺寸如图6.2.1所示验算上弦杆与节点板焊缝，节点板缩进8mm，肢背采用塞焊缝，承受节点荷载,，故有肢尖焊缝承担弦杆内力差,偏心距，