24m梯形钢屋架设计计算书模板

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1、.1、设计资料1某厂房跨度为24m,总长90m,柱距6m,屋架下弦标高为18m。2屋架铰支于钢筋混凝土柱顶,上45柱截面400400,混凝土强度等级为C30。3屋面采用1.56m的预应力钢筋混凝土大型屋面板。屋面板不考虑作为支撑用。4该车间所属地区为北京市5采用梯形钢屋架考虑静载：预应力钢筋混凝土屋面板包括嵌缝、二毡三油加绿豆沙、找平层2cm厚、 支撑重量考虑活载：活载雪荷载积灰荷载6钢材选用Q345钢,焊条为E50型。2、屋架形式和几何尺寸屋面材料为大型屋面板,故采用无檩体系平破梯形屋架。屋面坡度i=30401990/10500=1/10；屋架计算跨度L02400030023700mm；端部

2、高度取H=1990mm,中部高度取H=3190mm约1/7。4。屋架几何尺寸如图1所示：图1：24米跨屋架几何尺寸4、屋架节点荷载屋面坡度较小,故对所有荷载均按水平投影面计算：荷载计算表荷载名称标准值预应力钢筋混泥土屋面板1.4二毡三油加绿豆沙0.4找平层cm厚0.4屋架及支撑重量0.12+0.01124=0.384永久荷载总和2.58屋面活载大于雪荷载0.7可变荷载总和0.7计算屋架时考虑下列三种荷载组合情况1 满载全跨静荷载加全跨活荷载节点荷载 由可变荷载效应控制的组合计算：取永久荷载G1.2,屋面活荷载Q11.4,屋面集灰荷载Q21.4,20.9,则节点荷载设计值为F1.22.584+1

3、.40.70+1.40.90.801.5645.7992kN 由永久荷载效应控制的组合计算：取永久荷载G1.35,屋面活荷载Q11.4、 10.7,屋面集灰荷载Q21.4,20.9,则节点荷载设计值为F1.352.584+1.40.70.70+1.40.90.801.56046.593 kN2 全跨静荷载和左半跨活荷 由可变荷载效应控制的组合计算：取永久荷载G1.2,屋面活荷载Q11.4,屋面集灰荷载Q21.4,20.9 全垮节点永久荷载F1=1.22.5841.5627.9072kN半垮节点可变荷载F21.40.70+1.40.90.801.5617.892kN 由永久荷载效应控制的组合计算

4、：取永久荷载G1.35,屋面活荷载Q11.4、 10.7,屋面集灰荷载Q21.4,20.9全垮节点永久荷载F1=1.352.551.5631.347 kN半垮节点可变荷载F21.40.70.70+1.40.90.801.5631.347kN故应取P46.23kN3 全跨屋架和支撑自重、左半跨屋面板荷载、左半跨活荷载+集灰荷载 由可变荷载效应控制的组合计算：取永久荷载G1.2,屋面活荷载Q11.4,屋面集灰荷载Q21.4,20.9全跨屋架和支撑自重F3=1.20.3841.564.4172Kn半跨屋面板自重及半跨活荷载F41.21.4+0.71.41.5623.94kN 由永久荷载效应控制的组合

5、计算：取永久荷载G1.35,屋面活荷载Q11.4、 10.7,屋面集灰荷载Q21.4,20.9全跨屋架和支撑自重F31.350.3841.564.617kN半跨屋面板自重及半跨活荷载F41.351.4+1.40.70.71.5623.184kN5屋架杆件内力计算见附表16选择杆件截面按腹杆最大内力N=-413.28KN,查表7.6,选中间节点板厚度为8mm,支座节点板厚度10mm。1上弦杆整个上弦杆采用等截面,按最大内力N=-711.01KN计算在屋架平面内：为节间轴线长度,即 l=l。=150.8cm, l=301.6cm0.659AN/f711010/=34.803cm假定70i=l/15

6、0.8/702.54cm il/301.6/705.08cm由附表9选2 1258010,短肢相并,如下图所示,A219.7139.42 cm 、i=2.26cm、i=6.04cm截面验算：l/ i150.8/2.26=66.7150l/ i=301.6/6.04=49.9150双角钢T形截面绕对称轴y轴应按弯扭屈曲计算长细比b/t=12.5/1.0=12.50.56 l/ b=0.56301.6/12.5=13.51,则：3.7 *b/t1+ l/52.7 b1=3.7141+301.60.8/52.712.5=54.1故由66.7查附表1.2得0.686由N/A=711.011000/26

7、2.93N/ f故上弦杆采用2 1258010截面形式1） 下弦杆整个下弦杆采用等截面,按最大内力N=706.82KN计算l300cm l=2370/2=1185cm,A=N/f=706.821000/=22.80 cm由附表9选2 125807短肢相并A214.128.2 cm,i 2.3cm ,i5.97cm=706.82103/= 250.65N/ fl/ i300/2.3=130.43350l/ i=1185/5.97=198.49350故下弦杆采用2 125807短肢相并3腹杆、aB杆N413.28KN,l= ll=253.5cm选用2 110708长肢相并查附表9得：A213.94

8、=27.88 cm, i 3.51cm ,i2.85cml/ i253.5/3.51=72.2150l/ i=253.5/2.85=88.9150因为b/t=7/0.8=8.750.48 l/ b=0.48*253.5/7=17.38按式11.09 b/l 88.911.097/ =94,由查附表1.2得0.472则413.281000/= 314.058N/ f故Ab杆采用2 110708长肢相并、Bc杆N320.56KN, l=0.8L0.8*260.8=208.6cm, l=L=260.8cm选用2 758A211.523 cm,i 2.28cm ,i3.42cml/ i208.6/2.

9、28=91.51350l/ i=260.8/3.42=76.26350=320.561000/= 139.37 N/ f、cD杆N253.47KN,l=0.8L0.8285.9=228.72cm, l=L=285.9cm选用2 758A211.523 cm,i 2.28cm ,i3.42cml/ i228.72/2.28=100.32150l/ i=285.9/3.42=83.60150因为b/t=75/8=9.3750.58 l/b=0.58285.9/7.5=22.11,则=1+0.475b/ l=83.6=86由于 ,则由查附表1.2得=0.430=253.471000/= 268.14

10、 N/ f、De杆N172.39KN, l=0.8L0.8*285.9=228.72cm, l=L=285.9cm选用2 56*5A25.4210.84 cm,i 1.72cm ,i2.62cml/ i228.7/1.72=132.98350l/ i=285.9/2.62=109.12350=172.391000/=159.03 N/ f、eF杆-114.62N 按压杆进行计算： 5.1l=0.8L0.8312.9=250.3cm, l=L=312.9cm选用2 758A211.523 cm,i 2.28cm ,i3.42cml/ i250.3/2.28=109.79150l/ i=312.9

11、/3.42=91.49150因为b/t=75/8=9.3750.58 l/b=0.58285.9/7.5=22.11,则=1+0.475b/ l=91.49= 93.68由于 ,则由查附表1.2得=0.375=114.62103/=132.89 N/ f=5.1103/=2.22 N/ f、Fg杆+58.58KN 按压杆进行计算：Nl=0.8L0.8311.9=249.5cm, l=L=311.9cm-5.31KN选用2 565A25.4210.84 cm,i 1.72cm ,i2.62cml/ i249.5/1.72=145.1150l/ i=311.9/2.62=119.05150因为b/

12、t=5.6/0.5=11.20.58 l/b=0.58311.9/5.6=32.3,则=1+0.475b/ l=119.05=121.34由于由于 ,则由查附表1.2得=0.235=58.581000/=54.04N/ f=5.311000/=20.84N/ f、gH杆+36.03KN 按压杆进行计算： N l=0.8L0.8339.6=271.7cm, l=L=339.6cm-35.38KN 选用2 635A26.1412.28 cm,i 1.94cm ,i2.89cml/ i271.7/1.94=140.1150l/ i=339.6/2.89=117.51150因为b/t=6.3/0.5=

13、12.60.58 l/b=0.58339.6/6.3=31.26,则=1+0.475b/ l=117.51=120.56由于由于 ,则由查附表1.2得=0.250=36.031000/=29.34 N/ f=35.381000/=115.24N/ f由于N上的力都不大,选用的2 635可以满足力的要求、Hi杆-71.51KN 按压杆进行计算： N l=0.8L0.8337=269.6cm, l=L=337cm27.24KN 选用2 635A26.1412.28 cm,i 1.94cm ,i2.89cml/ i269.6/1.94=138.97150l/ i=337/2.89=116.61150

14、因为b/t=6.3/0.5=12.60.58 l/b=0.58337/6.3=31.03,则=1+0.475b/ l=116.61=119.68由于由于 ,则由查附表1.2得=0.253=27.241000/=22.18N/ f=71.511000/=243.04N/ f4竖杆、Aa杆NAa=-23.3KN ,l=l=L=200.5cm选用2 635A26.1412.28 cm,i 1.94cm ,i2.89cml/ i200.5/1.94=103.35150l/ i=200.5/2.89=69.38150因为b/t=6.3/0.5=12.60.58 l/b=0.58200.5/6.3=18.

15、46,则=1+0.475b/ l=69.38=74.55由于由于 ,则由查附表1.2得=0.411,则：=23.3103/=46.17N/ fN= N= N=-46.59KN内力大小相同,选用长细比较大的竖杆Gg进行设计,可保证其他竖杆的安全。则：l=0.8L0.8289=231.2cm, l=L=289cm选用2 635A26.1412.28 cm,i 1.94cm ,i2.89cml/ i231.2/1.94=119.18150l/ i=289/2.89=100150因为b/t=6.3/0.5=12.60.58 l/b=0.58289/6.3=26.61,则=1+0.475b/ l=100

16、=103.58由于由于 ,则由查附表1.2得=0.328,则：=46.59103/=115.67 N/ fIi杆N136.52KN,L=0.9L=0.9319=287.1cm选用2 635如图所示十字相连,查附表8得：A12.28 cm,=2.45=287.1/2.45=117.2350=136.52103/=111.17 N/ f7、节点设计在确定节点板的形状和尺寸时,需要斜腹杆与节点板间连接焊缝的长度。先算出各腹杆杆端需要的焊缝尺寸。其计算公式为：角钢肢背所需焊缝长度：角钢肢尖所需焊缝长度：如腹杆aB,设计杆力N-413.28 kN,设肢背与肢尖的焊脚尺寸各为hf18mm,hf26mm。因

17、aB杆系不等边,角钢与长肢相连,故K10.65,K20.35。则：l1/=119.9mm 取l1130mml2/=86.09,取l2100mm其它腹杆所需焊缝长度的计算结果见下表。未列入表中的腹杆均因杆力很小,可按构造取肢背与肢尖的焊脚尺寸各为hf16mm,hf25mm,l1l28hf+1060 mm腹杆焊缝尺寸：杆件 名称设计内力kN肢背焊缝肢尖焊缝l1mmhtmml2mmhtmmaB-413.2813081006Bc320.561208706cD-253.4790860 6De172.39906605表中1l、12为取整后数值、下弦节点c 见附图先计算腹板与节点板的连接焊缝：B-c杆肢背及

18、肢尖焊脚尺寸分别取hf1=8mm,hf2=6mm,则所需焊缝长度：肢背：Lw1=0.7320560/=100.175mm 用120mm肢尖：Lw2=0.3320560/=57.243mm 用100mm腹杆D-c杆肢背及肢尖焊脚尺寸分别取：hf1=8mm, lw1取90mmhf2=6mm, lw2取60mmC-c杆因内力很小,焊缝尺寸可按构造确定为5mm。其次验算下弦杆与节点板的连接焊缝,内力差N=537.22-220.38=316.84KN。由斜腹杆焊缝决定的节点板尺寸,量得实际节点板长度为305cm,肢背及肢尖焊脚尺寸均取为8mm,则计算长度lw=305-16=289cm。肢背焊缝应力为：附

19、图 下弦c节点、上弦B节点见附图同样先计算腹杆B-a、B-c的杆端焊缝,方法同上。Bc杆的与节点板的焊缝尺寸和节点b相同。Ba杆的肢背和肢尖焊缝和肢背：,取肢尖：,取上弦肢背的槽焊缝内的应力由下面计算得到：上弦与节点板间焊缝长度为都满足要求。附图 上弦B节点、屋脊节点见附图上弦与节点板的连接焊缝,角钢肢背采用塞焊缝,并假定仅受屋面板传来的集中荷载,一般可不作验算。角钢肢尖焊缝应取上弦内力N的15%进行计算,即其产生的偏心弯矩为。节点板尺寸如下图所示：设肢尖焊角尺寸,则焊缝的计算长度验算肢尖焊缝强度： 满足拼接角钢采用与上弦相同截面,热弯成形。拼接角钢一侧的焊缝长度按弦杆所受的内力计算。设角焊缝焊脚尺寸。则接头一侧需要的焊缝计算长度为：拼接角钢的总长度为：取拼接角钢竖肢需切去的高度为：取,即竖肢余留高度为。、支座节点见附图根据端斜杆和下弦杆杆端焊缝,节点板采用。为便于施焊,取底板上表面至下弦轴线的距离为。且在支座中线处设加劲肋,高度与节点板相同也为。底板计算支座反力根据构造需要,取底板尺寸为。锚栓采用,并用图示U形缺口。柱采用的C30混凝土。作用于底板的压应力为：满足底板被节点板和加劲肋分成4块两相邻边支承板,故应计算底板单位宽度上的最大弯矩：查表得需要的底板厚度：取加劲肋计算设,取焊缝最大计算长度,加劲肋、节点板与底板的连接焊缝计算,取。满足其余节点见施工祥图.