钢结构课程设计三角形屋架设计1Word文件下载.docx

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Ggk+

Qqk=1.2×

0.469+1.4×

0.467=1.217kN/m

qx=qsin

=1.217×

0.3162=0.379kN/m

qy=qcos

0.9487=1.155kN/m

3.2.2强度计算

檩条的跨中弯距

X方向：

Y方向：

（在跨中设了一道拉条）

檩条的最大拉力（拉应力）位于槽钢下翼缘的肢尖处

满足要求。

3.2.3强度验算

载荷标准值

沿屋面方向有拉条，所以只验算垂直于屋面方向的挠度：

能满足刚度要求。

3.2.4荷载计算

恒载0.3×

合计gk=0.469（kN/m）

节点荷载设计值P=qa＇s=1.217×

1.475×

4=7.18kN

4屋架的荷载和内力计算

4.1荷载计算

彩色涂层压型钢板复合保温板（含檩条）0.25KN/m2

屋架和支撑自重0.01L=0.15KN/m2

恒荷载总和0.4KN/m2

基本雪压0.8KN/m2

可变荷载总和0.8KN/m2

风荷载：

乌鲁木齐基本风压ω0=0.6KN/m2，风压高度变化系数为1.25，屋面迎风面的体形系数0.147，背风面为0.5。

所以负风压设计值为：

迎风面：

ω1=﹣1.4×

0.147×

1.25×

0.6=﹣0.15435KN/m2

背风面：

ω2=﹣1.4×

0.5×

0.6=﹣0.525KN/m2

垂直于水平面的分力最大为0.525×

0.37=0.19425小于荷载分项系数取1.0时的永久荷载，故将拉杆长细比依然控制在350以内。

悬挂荷载：

0.3KN/m2

4.2荷载组合

可变荷载效应控制的组合：

1.2×

0.4+1.4×

0.8=1.6KN/m2

永久荷载效应控制的组合：

1.35×

0.8×

0.7=1.324KN/m2

故取由可变荷载效应控制的组合

4.3节点荷载取值

上弦中间节点荷载：

F1=（1.6×

6×

15）/8=18KN

上弦两端节点荷载：

F2=18/2=9KN

下弦节点荷载：

F3=（0.3×

15）/4=6.75KN

4.4内力计算

柱内力详图

柱号

M

N

V

1

0.00

0.37

-0.37

2

-0.63

0.63

3

0.41

-0.41

4

0.27

-0.27

5

0.32

-0.32

6

-1.83

1.83

7

-0.48

0.48

8

0.36

-0.36

9

0.57

-0.57

10

-0.51

0.01

0.51

-0.01

11

12

-0.50

0.50

13

-0.70

0.70

14

0.76

-0.76

15

0.28

-0.28

16

17

0.72

-0.72

18

-0.03

0.03

19

-0.44

0.44

20

0.43

-0.43

21

-1.74

1.74

22

-0.99

0.99

23

0.14

-0.14

24

25

-1.45

1.45

26

27

1.49

-1.49

28

29

-0.56

0.56

5屋架杆件截面设计

弦杆端节间最大内力N=-205.98KN，查表7.4，选用支座节点板厚度t=10mm。

5.1上弦杆

按上弦杆最大轴心压力计算，试选截面2∟90×

6，

截面几何特性：

A=10.64×

2=21.28cm2

iy=4.05cmix=2.79cm

lox=197.9cmloy=367.5cm

λx=lox/ix=70.93＜150λy=loy/iy=90.74＜150

b类截面，双角钢T型截面线对称轴应按弯扭曲屈计算长细比λyz

b/t=90/6=15＜0.58loy/b=0.58×

367.5/9=23.68

∴按式4-15计算λyz=λy（1+

）=96.56

由λmax=λyz=96.56，查附表4.2得φ=0.545

σ=N/（φA）=177.6＜215N/mm2满足

填板每个节间放一块（满足l1范围内不少于两块）

5.2下弦杆

不改变截面按最大内力计算，选用2∟70×

5，

A=6.88×

2=13.76cm2

iy=3.24cmix=2.16cm

lox=loy=367.5cm

λx=lox/ix=170.14＜350λy=loy/iy=113.43＜350

σ=N/A=138.99N/mm2＜215N/mm2

填板每个节间放两块

5.3斜腹杆

计算（16）号杆件，选2∟56×

A=5.42×

2=10.84cm2

iy=2.69cmix=1.72cm

lox=0.8×

287=229.6cmloy=287cm

λx=lox/ix=133.49＜150λy=loy/iy=106.7＜150

b/t=5.6/0.5=11.2＜0.58loy/b=0.58×

287/5.6=29.37

）=109.1

由λmax=λyz=109.1，查附表4.2得φ=0.493

σ=N/（φA）=76.72N/mm2＜215N/mm2满足

填板放两块

计算（13）、（14）号杆，选2∟45×

A=4.29×

2=8.58cm2

iy=2.26cmix=1.37cm

以（13）号杆计算

197.9=158.32cmloy=197.9cm

λx=lox/ix=115.56＜150λy=loy/iy=87.57＜150

b/t=4.5/0.5=9＜0.58loy/b=0.58×

197.9/4.5=25.5

）=89.3

由λmax=λyz=89.3，查附表4.2得φ=0.607

σ=N/（φA）=46.52N/mm2＜215N/mm2满足

放一块填板

计算（15）、（17）号杆，选2∟56×

5，按受压杆长细比控制截面，

294.0=235.2cmloy=294.0cm

λx=lox/ix=136.7＜150λy=loy/iy=109.3＜150

σ=N/A=64.6N/mm2＜215N/mm2

屋架杆件截面选用表

杆件名称

杆件号

内力设计值（KN）

计算长度（cm）

所用截面

截面积A（cm2）

计算应力（N/mm2）

容许长细比【λ】

杆件端部的角钢肢背和肢尖焊缝（mm）

每节间填板数

lox

loy

上弦杆

A-B

-205.98

197.9

367.5

2∟90×

21.28

177.6

150

-

J-I

下弦杆

A-G

191.25

2∟70×

13.76

138.99

350

腹杆

D-F

-41.00

229.6

287

2∟56×

10.84

76.72

8-64

5-40

D-G

46.86

G-C

-18.00

2∟45×

8.58

B-G

-24.23

158.32

46.52

E-F

72.00

235.2

294.0

64.6

L-F

L-H

H-K

J-H

-24.3

6节点设计

6.1下弦节点G

腹杆与节点板的连接焊缝（考虑起灭弧缺陷）

D-G杆件，肢背、肢尖焊脚尺寸分别为：

hf1=8mm，hf2==5mm

+2hf1=33.4mm＜8hf1=64mm

∴lw1取64mm

+2hf2=24mm＜8hf2=40mm

∴lw2取40mm

同理，C-G杆件肢背、肢尖焊脚尺寸分别为：

hf1=8mm，hf2==5mm

lw1取64mm，lw2取40mm

B-G杆件肢背、肢尖焊脚尺寸分别为：

验算下弦杆与节点板连接焊缝：

内力差△N=191.25-138.75=52.5KN.

由斜腹杆焊缝决定的节点板尺寸，长度为100.48mm

∴角焊缝计算长度取lw=10.048-1.2=8.8cm，取hf=6mm.

肢背焊缝应力为：

=47.35N/mm2＜

=160N/mm2

6.2下弦节点F

D-F杆件，肢背、肢尖焊脚尺寸分别为：

lw1取64mm，lw2取40mm

E-F杆件，肢背、肢尖焊脚尺寸分别为：

+2hf1=42mm＜8hf1=64mm

+2hf2＜8hf2=40mm

下弦杆与节点板连接焊缝内力差△N=0.

lw由节点板尺寸确定为81.92mm，取lw=7cm

6.3上弦节点D

G-D杆件，肢背、肢尖焊脚尺寸分别为：

F-D杆件肢背、肢尖焊脚尺寸分别为：

+2hf1＜8hf1=64mm

上弦杆与节点板，内力差△N=181.75-121.17=60.58KN

∴lw由节点板尺寸确定为76.3mm，

肢背焊缝应力为

=63.3N/mm2＜

=160N/mm

6.4屋脊节点E

腹杆杆端焊缝计算从略，只进行拼接计算，拼接角钢采用与上弦杆相同截面2∟90×

6，除倒棱外，竖肢需切去△=t+hf+5=6+8+5=19mm，取△=20mm，并按上弦坡度热弯，拼接角钢与上弦焊接在接头一侧总长度

=135mm

共四条焊缝，平均受力，故lw=135/4+1.6=52.5＜8hf=64mm，

∴取lw=64mm

拼接角钢总长度为l=2lw+16=128+16=144，取l=150mm

6.5支座节点A

上弦与节点板的连接焊缝

B-A杆件肢背、肢尖焊脚尺寸分别为：

hf1=8mm，hf2==6mm

+2hf1=92mm

∴lw1取95mm

+2hf2=63mm

∴lw2取65mm

G-A杆件肢背、肢尖焊脚尺寸分别为：

+2hf1=87mm

∴lw1取90mm

+2hf2=67mm

∴lw2取70mm

底板计算：

支反力RA=85.5KN

混凝土强度C20，fc=9.6N/mm2

底板净面积An=85500/9.6=8906.25mm2=90cm2，显然太小，

故按构造要求采用底板面积a×

b=28×

28=784cm2

锚栓直径取20mm，锚栓孔径取40mm，

实际底板净面积An=784-3.14×

52/4=764cm2

底板实际应力q=85500/76400=1.119N/mm2

a1=

=19cm

b1=13.5×

13.4/19=9.5cm

b1/a1=0.5，查表4.8得β=0.056

则M=βqa12=2262N·

mm

所需底板厚t≥

=8.14mm，显然不满足构造要求

∴按构造取t=14mm，底板尺寸为-280×

280×

加劲肋与节点板连接计算

一个加劲肋连接焊缝承受内力为V=

=85.5/4=21.75KN，由于内力很小，故按构造焊接即可，取hf=6mm，lw=48mm

节点板，加劲肋与底板连接焊缝计算：

取hf=8mm

=2×

（28+11.8×

2）-10×

0.8=93.6cm

焊缝应力

=16.31N/mm2＜βf

=195.2N/mm2