24米钢结构课程设计计算书.docx

1、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400mm400mm。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

2、计算永久荷载：预应力钢筋混凝土屋面板（包括嵌缝）1.40KNm2防水层（三毡四油上铺小石子） 0.35 KNm2 找平层（20mm厚水泥砂浆） 0.0220=0.40 KNm2 保温层（泡沫混凝土）厚40mm 0.25KNm2 钢屋架及支撑重 0.12+0.01124=0.384KNm2 合计 2.784KNm2可变荷载：屋面荷载 0.5KNm2 雪荷载 0.6KNm2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0.6 KNm2五、 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.荷载组合：全跨恒载全跨活载 全跨恒载半跨活载 全跨屋架，支撑自重半跨屋面板

3、重半跨活载节点荷载：永久荷载 F1=1.22.7841.56=30.07KN 可变荷载 F2=1.40.61.56=7.56KN 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-333.40 KN，查表9.1，中间节点板厚度选用10mm，支座节点板厚度选用12mm。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 =2l0=3014mm。假设x=y=120，查表得=0.437。取强度设计值f=215 Nmm2，

4、则需要的截面面积：A=Nf=5722800.751215=3544mm2=35.44 cm2需要回转半径：ix=lox=150770=21.5mm iy= loy=1507270=43mm根据需要的A、ix，查角钢型钢表，选用21258010，A=39.4cm2，ix=2.26，iy=6.11,a=10mm。按所选角钢进行验算：x= loxix =1507(2.2610)=66.7 =150y= loyiy=3014(6.1110)=49.3 =150 满足长细比要求。=N/A=572280(39.4102)=145.2 Nmm2 f=215 Nmm2 ，满足截面要求。下弦杆：下弦采用等截面，

5、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=568.97103/215=26.46cm2，选用2125807，A=28.2cm2，ix=2.30cm， iy=6.04cm。x= loxix = 3002.3=130.4=350y= loyiy=6006.04=99.3 =350满足长细比要求。=N/A=201.8 Nmm2 f=215 Nmm2满足截面要求。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

6、件与左半跨的相同。Ba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210010：A=38.6cm2 35.49 cm2，ix =3.05cm，iy=4.52cm。按所选角钢进行验算：x= loxix =83.2 =350y= loyiy=56.2 -350=N/Ax=19.8Nmm2 f=215 Nmm2满足截面要求。He杆杆件轴力N=-115.65 KN，lox=271.92KN，loy=339.9KN。查角钢型钢表，选用2636：A=12.28cm2 ，ix=1.94cm，iy=2.97

7、cm。按所选角钢进行验算：x= loxix = 118.5 =150y= loyiy= 96.7 = 150 满足长细比要求。=N/Ax=20.13 Nmm2 f=215 Nmm2满足截面要求。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)ixiy x y上弦杆所有-572.28 2125801039.40 150.7 301.4 2.26 6.11 66.7 49.3 150 下弦杆所有568.97 212580728.20 300.0 600.0 2.30 6.04 130.

8、4 99.3 350 斜腹杆支座处Ba-333.40 210010 38.60 253.90 253.90 3.05 4.52 83.2 56.2 150 其他Bb258.52 2636 12.28 209.76 262.20 1.94 2.97 108.1 88.3 350 Db-204.41 210010 38.60 229.84 287.30 3.05 4.52 75.4 63.6 150 Dc139.53 2636 12.28 229.84 287.30 1.94 2.97 118.5 96.7 350 Fc-92.57 210010 38.60 250.56 313.20 3.05

9、4.52 82.2 69.3 150 Fd63.72 2636 12.28 250.56 313.20 1.94 2.97 129.2 105.5 350 Hd70.09 2636 12.28 271.92 339.90 1.94 2.97 140.2 114.4 350 He-115.65 210010 38.60 271.92 339.90 3.05 4.52 89.2 75.2 150 竖杆支座处Aa20.52 23033.50 200.00 200.00 0.91 1.63 219.8 122.7 350 其他Ie72.33 23033.50 256.00 320.00 0.91 1.

10、63 281.3 196.3 350 Cb-41.04 2454 6.98 184.00 230.00 1.38 2.24 133.3 102.7 150 Ec-49.34 2454 6.98 208.00 260.00 1.38 2.24 150.7 116.1 150 Gd-49.34 24546.98 232.00 290.00 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40iT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

11、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=5080mm，保证b8hf2hf（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（1015）mm，即填板伸出角钢连接边1015mm，受压构件除了满足l140i，在构建两个侧向支撑点间的填板数不应小于2个。上弦杆AB （零杆）设置两块填板BC （压杆）la=150.7cm2=75.3540i=90.4设置两块填板CD （压杆）la=150.7cm2=75.3540i=90.4设置两块填板DE （压杆）la=150.7cm2=75.3540i=90.4设置两块填板EF （压杆）la=150.7cm

12、2=75.3540i=90.4设置两块填板FG （压杆）la=150.7cm2=75.3540i=90.4设置两块填板GH （压杆）la=150.7cm2=75.3540i=90.4设置两块填板HI （压杆）la=150.7cm2=75.3540i=90.4设置两块填板下弦杆ab（拉杆）la=285cm2=142.580i=186.3设置两块填板bc（拉杆）la=285cm2=142.580i=186.3设置两块填板cd（拉杆）la=285cm2=142.580i=186.3设置两块填板de（拉杆）la=285cm2=142.580i=186.3设置两块填板斜腹杆Ba la=253.9cm3=

13、84.640i=122设置两块填板Bb la=262.2cm3=87.480i=155.2设置两块填板Db la=287.3cm3=95.740i=122设置两块填板Dc la= 287.3cm3=95.780i=155.2设置两块填板Fc la= 313.2cm3=104.440i=122设置两块填板Fd la=313.2 cm3=104.480i=155.2设置两块填板Hd la= 339.9cm3=113.80i=155.2设置两块填板He la= 339.9cm3=113.340i=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hf11.5t2=1.510=4.74mmhf1t1（12）=12（12）=1110mm 取8mmhf21.5t2=1.510=4.74mm肢尖焊缝 hf21.2t1=1.212=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