24m钢结构课程设计计算书Word文档下载推荐.docx

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lox=lo=1507mm；

在屋架平面外，根据支撑和力变化情况，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杆件的最大设计力值，N=568.97KN；

下弦杆计算长度：

lox=lo=3000mm；

在屋架平面外，根据支撑和力变化情况，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，

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

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。

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。

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

计算力

（KN）

截面规格

截面积

A（cm2）

计算长度

（cm）

回转半径

长细比

容许

名

称

编号

lox（cm）

loy（cm）

ix

iy

λx

λy

[λ]

上

弦

杆

所有

-572.28

2∟125×

10

39.40

150.7

301.4

2.26

6.11

66.7

49.3

150

下

568.97

7

28.20

300.0

600.0

2.30

6.04

130.4

99.3

350

斜

腹

支座处

Ba

-333.40

2∟100×

10

38.60

253.90

3.05

4.52

83.2

56.2

其他

Bb

258.52

2∟63×

6

12.28

209.76

262.20

1.94

2.97

108.1

88.3

Db

-204.41

229.84

287.30

75.4

63.6

Dc

139.53

118.5

96.7

Fc

-92.57

250.56

313.20

82.2

69.3

Fd

63.72

129.2

105.5

Hd

70.09

271.92

339.90

140.2

114.4

He

-115.65

89.2

75.2

竖

Aa

20.52

2∟30×

3

3.50

200.00

0.91

1.63

219.8

122.7

Ie

72.33

256.00

320.00

281.3

196.3

Cb

-41.04

2∟45×

4

6.98

184.00

230.00

1.38

2.24

133.3

102.7

Ec

-49.34

208.00

260.00

116.1

Gd

4

232.00

290.00

168.1

129.5

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。

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<

Dcla=287.3cm∕3=95.7<

Fcla=313.2cm∕3=104.4<

Fdla=313.2cm∕3=104.4<

Hdla=339.9cm∕3=113.<

Hela=339.9cm∕3=113.3<

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

hf1≤1.2t1=1.2×

肢尖焊缝hf2≤t1=12mm取6mm

⒈下弦节点

1）设ab杆件的肢背和肢尖焊缝hf=8mm和6mm，力分配系数0.7,0.3，则所需焊缝长度为

肢背：

lw1=lw+2hf=0.75N／2×

0.7hf1fwf+2hf=0.75×

177240／（2×

0.7×

8×

160）+2×

8=90.17mm

取95mm

肢尖：

lw2=lw+2hf=0.25N／2×

0.7hf1fwf+2hf=0.25×

6×

6=45mm

取50mm

2）设bc杆件的肢背和肢尖焊缝hf=8mm和6mm，力分配系数0.7,0.3，则所需焊缝长度为

0.7hf1fwf+2hf=0.7×

431.99／（2×

8=196.8mm

取200mm

0.7hf1fwf+2hf=0.3×

6=92.35mm

3）Cb杆件的力较小，肢背和肢尖焊缝均按构造要求取值hf=6mm。

4）设Bb杆件的肢背和肢尖焊缝hf=8mm和6mm，力分配系数0.7,0.3，则所需焊缝长度为

lw1=lw+2hf=0.7N／2×

258.52／（2×

8=117mm取120mm

lw2=lw+2hf=0.3N／2×

6=69.7mm取70mm

5）设Db杆件的肢背和肢尖焊缝hf=8mm和6mm，力分配系数0.7,0.3，则所需焊缝长度为

204.41／（2×

8=95.8mm取120mm

6=57.6mm取60mm

验算下弦杆与节点板的连接焊缝，力差，ΔN=Nbc－Nab=254.75KN量的实际节点板长为370，肢背及肢尖焊脚尺寸均取为6mm，则计算长度为lw=37－1.2=35.8

肢背焊缝应力为τ=（0.75×

254.75）／（2×

358）=63.5＜fwf=160

⒉上弦节点

上弦节点B节点如图，

①腹板Bb、Ba的杆端焊缝，肢背和肢尖焊缝均取值hf=6m，力分配系数0.7,0.3

1）杆件：

lw1=lw+2hf=0.7N／（2×

0.7hf1fwf）+2hf=0.7×

333400／（2×

6=185.6mm取190mm

lw2=lw+2hf=0.3N／（2×

0.7hf1fwf）+2hf=0.3×

6=86.4mm取90mm

2）杆件Bb

②上弦杆AB,BC杆件的肢背和肢尖焊缝hf=8mm和6m，力分配系数0.75,0.25

1）AB杆N=0

lw1=lw+2hf=2hf=2×

8=16mm取16mm

lw2=lw+2hf=2hf=2×

6=12mm取12mm

2）BC杆

lw1=lw+2hf=0.75N／（2×

0.7hf1fwf）+2hf=0.75×

292530,317080／（2×

8=171mm取175mm

lw2=lw+2hf=0.25N／（2×

0.7hf1fwf）+2hf=0.25×

6=81mm取85mm

验算：

偏心距e=125－28.3mm=96.7

ΔN=NBC－NBA=317.08kn

偏心力矩M=eΔN=96.7×

317.08=306620N·

m

采用hf2=10mm，lw2=41.5－2=39.5cm

ΔN

τf=317.08／（2×

10×

395）=57.4

M

σf=6×

317.08／（2×

3952）=0.87

√（σf／1.22）2+τf2=57.4＜fwf=160

⒊拼接节点e

115650／（2×

8=61.2mm取65mm

6=37.86mm取40mm

下弦拼接角钢的连接焊缝，设肢背和肢尖焊缝hf=6mm，按下式计算

L’w=Anf/（4×

0.7hf1fwf）+2×

hf=2840×

215/（4×

160）+12=239.2，取240,

拼接角钢选用2∟125×

10，切成，长度为2L’w+10mm=490mm。

接头的位置视材料长度而定，最好设在跨中节点处；

当接头不在节点处时，应增设垫板。

下弦杆角钢与节点板的连接焊缝，以该节间的最大轴力N的15%计算，设hf=6mm，则L’w=0.15N/（4×

hf=0.15×

568970/（4×

6=43.75mm<

8hf+12=60mm取45mm

⒋屋脊节点I

弦杆一般采用同号角钢进行拼接。

为使拼接角钢与弦杆之间能够密合，并便于施焊

需将拼接角钢的尖角削除，且截去垂直肢的一部分宽度（一般为t+Ｈf+５mm=23mm）。

拼角钢的这部分削弱，可以靠节点板来补偿。

接头一边的焊缝长度按弦杆力计算。

设焊缝

＝１０mm，则所需要焊缝计算长度为（一条焊缝）：

Lw=553910/（0.7×

160）=494.4mm

每条焊缝实际长度Lw=250+２０=270mm

拼接角钢总长度L=2Lw+10=2×

270+10=500取500mm

根据焊缝长度取节点板的设计尺寸：

　500mm×

240mm

500-10-20＝470mm

τf=553910／（2×

470）=84.2

故节点板的设计满足要求。

⒌支座节点

焊缝计算

Ba，

6=185.6mm取190，mm

ab杆件的肢背和肢尖焊缝hf=8mm和6mm，力分配系数0.7,0.3，则所需焊缝长度为

8=90.17mm取95mm

6=45mm取50mm

2）杆件：

20520／（2×

8=24mm取30mm

6=16.5mm取20mm

⑴底板计算

支座反力：

R=8F=37.63×

8KNfc=11.9N／mm2

所需底板面积为An=（37.63KN×

1000×

8）／11.9=25297mm2

取锚栓直径为d=20mm，锚孔直径为40mm，则所需底板面积为

A=An+Aa=252.97+2×

4×

4+3.14×

4／4=253.01cm2

按构造要求采用底板面积为a×

b=250×

250=625cm2＞253.01cm2

底板净面积：

An=625－2×

4=580.44cm2

垫板采用100×

100×

20mm，底板实际应力为

q=（37.63KN×

788）／580.44×

100=5.19N／mm2

a1=√（12.5－1.2／2）2+（12.5－1.4／2）2=16.8cm

b1=11.8×

11.9／16.8=8.36cm

b1／a1=0.5

查表得：

β=0.056

M=βqa12=0.056×

5.19×

16.8×

16.8=8203N·

mm

所需板厚：

t≥√6M／f=√6×

8203／215=15.1

t≥16mm，t=20mm，底板尺寸为（250×

250×

20）mm

⑵加劲肋与底板连接焊缝计算，一个加劲肋的焊缝所承受的力为V=R／4=7×

37.63／4=65.85KN

M=Ve=65.85×

（250／4－12／2）=3720KN·

加劲肋高度与支座节点板高度相同，厚度与中间节点板相同250×

485×

10。

采用hf=6mm，验算焊缝应力：

485-12=473mm

V

τf=65.85／（2×

473）=10.3

3720／（2×

4732）=7.1

√（σf／1.22）2+τf2=11.8＜fwf=160

⑶节点板、加劲肋与底板的连接焊缝计算。

取hf=8mm，∑lw=2×

（50+20×

2）－12×

0.8=170.4cm

焊缝实际应力：

σf=37.63×

8KN／（0.7×

1704）=31.54N／mm2

≤1.22×

160=195.2N／mm2

材料表

截面尺寸

个数

长度/个（m）

总质量kg

密度

1

2

0.28

278.2992

11.1kg/m

0.37

367.35

15.5kg/m

0.08

5.1786

1.37kg/m

0.90

59.796

15.1kg/m

5

0.35

23.3376

5.72kg/m

6

0.16

10.8504

2.74kg/m

1.03

68.856

8

0.41

27.1128

9

0.18

12.33

1.13

75.198

11