[学士]某27米钢结构屋架课程计算书.doc

目 录第一部分一、设计资料………………………………………………………………2二、设计内容………………………………………………………………3三、设计要求………………………………………………………………3第二部分一、荷载和内力计算………………………………………………………4二、支撑布置………………………………………………………………5三、杆件内力计算图………………………………………………………6四、杆件截面选择…………………………………………………………6五、节点设计………………………………………………………………9第一部分一、设计资料(1) 设计资料某厂房跨度为L=27m，总长240m，柱距6m.房内无吊车，无天窗，无振动设备采用1.5×6.0m预应力混凝土大型屋面板，屋架支承于钢筋混凝土柱上，混凝土强度等级为C30，地区计算温度高于-200C钢材选用钢，焊条为型2) 屋架形式及几何尺寸屋面采用预应力钢筋混凝土大型屋面板，采用梯形钢屋架屋架形式、几何尺寸及内力系数如附图一所示屋面坡度为屋架计算跨度为26.7m,端部高度取1990mm，中部高度取3340mm3) 荷载标准值① 永久荷载：预应力钢筋混凝土大型屋面板（包括嵌缝） 1.4 KN/m2二毡三油（上铺绿豆砂）防水层 0.4 KN/m2找平层2cm厚 0.4 KN/m2保温层2 0.4 KN/m2屋架及支撑自重：按公式计算： 0.309 KN/m2永久荷载总和 2.617 KN/m2② 可变荷载：屋面活荷载： 附图一图1.1 27米跨屋架几何尺寸图1.2 27米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值图1.3 27米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值第二部分一、荷载和内力计算1、荷载计算恒荷载总和：2.617屋面活荷载大于雪荷载，故不考虑雪荷载。

可变荷载总和：1.5屋面板坡度不大，对荷载影响小，未予考虑风荷载对屋面为吸力，重屋盖可不考虑2、荷载组合节点荷载设计值：按可变荷载效应控制的组合：其中，永久荷载，荷载分项系数；积灰荷载，荷载分项系数；组合系数；屋面荷载，，按永久荷载效控制的组合：其中，永久荷载，荷载分项系数；积灰荷载，荷载分项系数；组合系数；屋面荷载，，故节点荷载取47kN，支座反力二、支撑布置由于厂房长度有240米，故在厂房两端和中间开间设置上、下弦横向水平支撑和屋架两端及跨中三处设置垂直支撑其他屋架则在垂直支撑处分别于上、下弦设置三道系杆，其中屋脊和两支座处为刚性系杆，其余三道为柔性系杆见下图）支撑布置图三、杆件内力计算图在设计资料给出的半跨和全跨荷载下，通过计算和分析杆件所受内力可知道，在全跨荷载作用下，杆件所受的内力大于半跨荷载作用，即设计中保证杆件在全荷载作用下能满足要求即可；全跨荷载作用下屋架杆件的内力为：其中k为全跨单位荷载作用下各杆件的内力值，即内力系数四、截面选择腹板最大内力-354.3kN,查教材表7.6，节点钢材为Q235钢，选用中间节点板厚度为t=10mm,支座节点板厚度12mm1、上弦整个上弦杆不改变截面，按最大内力计算：,,（取两块屋面板宽度）。

设=50，查轴心受力稳定系数表，=0.856，Areq==49.1 ，需要回转半径ixreq ==3.016cmiyreq ==6.00 cm查表得选用2 L140×90×12 短肢相并A=2×26.4=52.8 ， 截面验算<<,双角钢T形截面绕对称轴应按弯扭屈曲计算长细比,故=38.5故由，按b类查教材附表1.2，得23 所选截面满足要求2、下弦下弦采用等截面，按最大内力计算不考虑螺栓孔削弱Areq=N/f=860.2/215=4001选用2 L125×80×10（短肢相并），A=39.42 ，，< 所选截面满足要求3、斜腹杆杆件B-a：N=-454.5kN，因为＝，故采用等肢角钢，使＝选用2 L 1007长肢相并，A=27.6 ，，截面刚度和稳定验算<<,故=57.5按b类查教材附表1.2，得所选截面满足要求 杆件cB:N=366.7kN，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选用2 L80×7，A=17.06 ，，< 所选截面满足要求③. 再分腹杆keG=-163.06kN， =-124.74kN，=4162mm计算长度：屋架平面内取节点间轴线长度=0.8×l=0.8×2087=1664.8mm屋架平面外根据支撑布置取=×（0.75+0.25）=4162×（0.75+0.25）=4481.7mm选用 2 L806，见图8。

图 8 再分腹杆c1GA=1880， =2.47cm，=3.65cm67.4<[ ]=350=122.8<[]=350由于=28.880.413210N/<215 N/所选截面满足要求④.中竖杆Ji已知N＝0，＝0.9 334＝300.6cm图 9 中竖杆Je中间竖杆选用2 L756的角钢，并采用十字形截面，见图9A=17.6, cm,=103.3<[ ]=150 所选截面满足要求填板放五块，=60.3cm＜40=40×2.45=98cm其余各杆件截面选择过程不一一列出，计算结果见表2屋架杆件截面选择表杆件内力设计值（kN)截面形状和规格截面面积A、An(c㎡) 计算长度回转半径长细比N/YA (N/m㎡)o=N/An (N/m㎡)填板数端部焊缝 hf-lw名称编号lox(cm)loy(cm)ix(cm)iy(cm)∧x∧y∧yz〔∧〕肢背肢尖上弦H-I-903短肢相并2L140*90*1249.1150.83002.546.88159.444.0557150207.8　1　下弦e-g860.2短肢相并2L125*80*1039.4230013352.246.15132.7218.4　350　217.71　　腹杆A-a-23.5T型截面2L50*517.61991992.443.6988.853.9　15068.4　28-1706-100B-a-454.5T型截面2L100*1227.625325334.683.357.560.9150205.07　210-1508-100B-c366.7T型截面2L80*717.06209.1261.32.463.6783.569.9　350　215.526-2005-110C-c-47T型截面2L50*59.6183.22291.532.5381.862.1　15068.4　26-805-60D-c-322.2T型截面2L80*717.06229286.42.463.6794.676.663.8150189　210-1206-100D-e237.3T型截面2L75*617.6229286.42.313.5310886.8　350　104.628-1006-80E-e-65T型截面2L75*617.6207.22592.313.5384.970.2　15068.4　36-805-60E-k31.6T型截面2L50*611.38166.6208.31.522.48109.684　350　31.535-605-60F-k-43.3T型截面2L50*611.38103.6129.51.522.4868.252.2　15063.9　35-605-60G-k-163.06T型截面2L80*618.8208.3208.32.473.6567.4122.8　150-210　38-806-60k-e124.74T型截面2L80*618.8208.3208.32.473.6567.4122.8　150-210　38-806-80G-g-138.05T型截面2L75*617.6260.4325.52.313.53155118.3　350　20.236-606-60H-g-70.3T型截面2L80*1030.26243.23042.423.74100.581.3　15068.4　38-608-60H-m31.6T型截面2L50×611.38179.6224.51.522.48118.290.593.3350　28.935-605-60I-m-47T型截面2L50×611.38121.61521.522.488061.3　15074.6　35-605-60J-m90.66T型截面2L50×611.38224.5224.51.522.48147.790.5　350　82.736-605-60m-g55.7T型截面2L50×611.38224.5224.51.522.48147.790.5　350　50.836-605-60J-i0T型截面2L75*617.6lo=300.62.45∧xo=103.3　150　035-605-60五、节点设计用E43焊条时，角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值 各杆件内力由表2查得，最小焊缝长度不应小于1、 屋脊节点“J”2、3、 竖杆J-i杆端焊缝按构造取，上弦与节点板的连接。