24米钢结构课程设计计算书.docx
《24米钢结构课程设计计算书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《24米钢结构课程设计计算书.docx（22页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
24米钢结构课程设计计算书
24米钢结构课程设计计算书
设计某厂房钢屋架
一、设计资料
梯形屋架跨度24m，物价间距6m，厂房长度120m。
屋架支撑于钢筋混凝土柱子上，节点采用焊接方式连接，，其混凝土强度C25，柱顶截面尺寸400mm×400mm。
屋面用预应力钢筋混凝土大型屋面板。
上弦平面侧向支撑间距为两倍节间长度，下弦平面在柱顶和跨中各设一道纵向系杆。
屋面坡度i=1/10。
刚材采用Q235B钢，焊条E43××系列，手工焊。
二、屋架形式和几何尺寸
屋架的计算跨度l0=L-300=24000-300=21000mm，端部高度取H0=2000mm，跨中高度H=3200mm
三、屋盖支撑布置（见图1）
四、荷载计算
⒈永久荷载：
预应力钢筋混凝土屋面板（包括嵌缝）1.40KN／m2
防水层（三毡四油上铺小石子）0.35KN／m2
找平层（20mm厚水泥砂浆）0.02×20=0.40KN／m2
保温层（泡沫混凝土）厚40mm0.25KN／m2
钢屋架及支撑重0.12+0.011×24=0.384KN／m2
合计2.784KN／m2
⒉可变荷载：
屋面荷载0.5KN／m2
雪荷载0.6KN／m2
由于可变荷载和雪荷载不能同时达到最大，因此去他们中的较大值。
取0.6KN／m2
五、屋架杆件内力计算与组合
永久荷载分项系数1.2，可变荷载分项系数1.4.
⒈荷载组合：
⑴全跨恒载＋全跨活载
⑵全跨恒载＋半跨活载
⑶全跨屋架，支撑自重＋半跨屋面板重＋半跨活载
⒉节点荷载：
永久荷载F1=1.2×2.784×1.5×6=30.07KN
可变荷载F2=1.4×0.6×1.5×6=7.56KN
⒊屋架杆件内力计算
表一屋架构件内力组合表（单位：
KN）见表1
六、屋架杆件设计
支座斜杆的最大内力设计值为-333.40KN，查表9.1，中间节点板厚度选用10mm，支座节点板厚度选用12mm。
⒈上弦杆
上弦采用等截面，按N=-572.28KN，FG杆件的最大设计内力设计。
上弦杆计算长度：
平面内：
lox=lo=1507mm；在屋架平面外，根据支撑和内力变化情况，取loy=2×l0=3014mm。
假设λx=λy=120，查表得φ=0.437。
取强度设计值f=215N／mm2，
则需要的截面面积：
A=N∕φf=572280∕0.751×215=3544mm2=35.44cm2
需要回转半径：
ix=lox∕λ=1507∕70=21.5mmiy=loy∕λ=1507×2∕70=43mm
根据需要的A、ix，查角钢型钢表，
选用2∟125×80×10，A=39.4cm2，ix=2.26，iy=6.11,a=10mm。
按所选角钢进行验算：
λx=lox∕ix=1507∕（2.26×10）=66.7＜[λ]=150
λy=loy∕iy=3014∕（6.11×10）=49.3＜[λ]=150
满足长细比要求。
σ=N/A=572280∕（39.4×102）=145.2N／mm2﹤f=215N／mm2，
满足截面要求。
⒉下弦杆：
下弦采用等截面，按de杆件的最大设计内力值，N=568.97KN；下弦杆计算长度：
平面内：
lox=lo=3000mm；在屋架平面外，根据支撑和内力变化情况，loy=l0=6000mm，根据屋架平面外上弦杆的计算长度，需要的截面：
A=N/f=568.97×103/215=26.46cm2，
选用2∟125×80×7，A=28.2cm2，ix=2.30cm，iy=6.04cm。
λx=lox∕ix=300∕2.3=130.4﹤[λ]=350
λy=loy∕iy=600∕6.04=99.3﹤[λ]=350
满足长细比要求。
σ=N/Aφ=201.8N／mm2﹤f=215N／mm2满足截面要求。
⒊端斜杆：
因屋架对称结构以下只设计了左半跨的杆件，右半跨的杆件与左半跨的相同。
⑴Ba杆
杆件轴力N=-333.40KN,lox=253.9cm，loy=l=253.9cm
需要的截面积：
A=N/f=35.49cm2
查角钢型钢表，选用2∟100×10：
A=38.6cm2＞35.49cm2，ix=3.05cm，iy=4.52cm。
按所选角钢进行验算：
λx=lox∕ix=83.2＜[λ]=350
λy=loy∕iy=56.2＜[λ]-350
σ=N/Aφx=19.8N／mm2﹤f=215N／mm2满足截面要求。
⑵He杆
杆件轴力N=-115.65KN，lox=271.92KN，loy=339.9KN。
查角钢型钢表，选用2∟63×6：
A=12.28cm2，ix=1.94cm，iy=2.97cm。
按所选角钢进行验算：
λx=lox∕ix=118.5﹤[λ]=150
λy=loy∕iy=96.7﹤[λ]=150满足长细比要求。
σ=N/Aφx=20.13N／mm2﹤f=215N／mm2满足截面要求。
⒋再分式腹
无。
屋架杆件截面选用表
杆件
计算内力
（KN）
截面规格
截面积
A（cm2）
计算长度
（cm）
回转半径
（cm）
长细比
容许
长细比
名
称
编号
lox（cm）
loy（cm）
ix
iy
λx
λy
[λ]
上
弦
杆
所有
-572.28
2∟125×80×10
39.40
150.7
301.4
2.26
6.11
66.7
49.3
150
下
弦
杆
所有
568.97
2∟125×80×7
28.20
300.0
600.0
2.30
6.04
130.4
99.3
350
斜
腹
杆
支座处
Ba
-333.40
2∟100×10
38.60
253.90
253.90
3.05
4.52
83.2
56.2
150
其他
Bb
258.52
2∟63×6
12.28
209.76
262.20
1.94
2.97
108.1
88.3
350
Db
-204.41
2∟100×10
38.60
229.84
287.30
3.05
4.52
75.4
63.6
150
Dc
139.53
2∟63×6
12.28
229.84
287.30
1.94
2.97
118.5
96.7
350
Fc
-92.57
2∟100×10
38.60
250.56
313.20
3.05
4.52
82.2
69.3
150
Fd
63.72
2∟63×6
12.28
250.56
313.20
1.94
2.97
129.2
105.5
350
Hd
70.09
2∟63×6
12.28
271.92
339.90
1.94
2.97
140.2
114.4
350
He
-115.65
2∟100×10
38.60
271.92
339.90
3.05
4.52
89.2
75.2
150
竖
杆
支座处
Aa
20.52
2∟30×3
3.50
200.00
200.00
0.91
1.63
219.8
122.7
350
其他
Ie
72.33
2∟30×3
3.50
256.00
320.00
0.91
1.63
281.3
196.3
350
Cb
-41.04
2∟45×4
6.98
184.00
230.00
1.38
2.24
133.3
102.7
150
Ec
-49.34
2∟45×4
6.98
208.00
260.00
1.38
2.24
150.7
116.1
150
Gd
-49.34
2∟45×4
6.98
232.00
290.00
1.38
2.24
168.1
129.5
150
七、填板设计
填板厚度等于节点板厚度等于10mm,用填板连接的双角钢构件，可按实腹式构件进行计算，但填板间的距离不应超过
受拉杆件80i
受压杆件40i
T形截面i为单个角钢对与填板平行的形心轴的回转半径，十字形截面i为单个角钢的回转半径iv。
填板尺寸：
厚度=10mm（节点板厚度），宽度b=50~80mm，保证b≥8hf＋2hf（最小焊缝长度），hf可按构造要求选用。
高度T形截面，h=角钢连接边宽度＋2（10~15）mm，即填板伸出角钢连接边10~15mm，受压构件除了满足l1≤40i，在构建两个侧向支撑点间的填板数不应小于2个。
⒈上弦杆
AB（零杆）设置两块填板
BC（压杆）la=150.7cm∕2=75.35＜40i=90.4设置两块填板
CD（压杆）la=150.7cm∕2=75.35＜40i=90.4设置两块填板
DE（压杆）la=150.7cm∕2=75.35＜40i=90.4设置两块填板
EF（压杆）la=150.7cm∕2=75.35＜40i=90.4设置两块填板
FG（压杆）la=150.7cm∕2=75.35＜40i=90.4设置两块填板
GH（压杆）la=150.7cm∕2=75.35＜40i=90.4设置两块填板
HI（压杆）la=150.7cm∕2=75.35＜40i=90.4设置两块填板
⒉下弦杆
ab（拉杆）la=285cm∕2=142.5＜80i=186.3设置两块填板
bc（拉杆）la=285cm∕2=142.5＜80i=186.3设置两块填板
cd（拉杆）la=285cm∕2=142.5＜80i=186.3设置两块填板
de（拉杆）la=285cm∕2=142.5＜80i=186.3设置两块填板
⒊斜腹杆
Bala=253.9cm∕3=84.6<40i=122设置两块填板
Bbla=262.2cm∕3=87.4<80i=155.2设置两块填板
Dbla=287.3cm∕3=95.7<40i=122设置两块填板
Dcla=287.3cm∕3=95.7<80i=155.2设置两块填板
Fcla=313.2cm∕3=104.4<40i=122设置两块填板
Fdla=313.2cm∕3=104.4<80i=155.2设置两块填板
Hdla=339.9cm∕3=113.<80i=155.2设置两块填板
Hela=339.9cm∕3=113.3<40i=122设置两块填板
八、屋架节点设计
刚材采用Q235B钢，焊条E43，fwf=160,手工焊。
t1角钢厚度，t2节点板厚度。
对上弦杆和竖杆，厚度为12mm，节点板厚度为10mm，则
肢背焊缝hf1≥1.5√t2=1.5√10=4.74mm
hf1≤t1－（1~2）=12－（1~2）=11~10mm取8mm
hf2≥1.5√t2=1.5√10=4.74mm
肢尖焊缝hf2≤1.2t1=1.2×12=14.4mm取6mm
对其他杆件，厚度为12mm，节点板厚度为10mm，则
肢背焊缝
升级会员 