18梯形屋架计算书文档格式.doc
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(b)18米跨屋架全跨单位荷载几何尺寸作用下各杆件的内力值
(c)18米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值
二、设计内容
1.屋架形式、尺寸、材料选择及支撑布置
根据车间长度、屋架跨度和荷载情况,设置上、下弦横向水平支撑、垂直
支撑和系杆,见下图。
因连接孔和连接零件上有区别,图中给出W1、W2和W3三
种编号
(a)上弦横向水平支撑布置图
(b)屋架、下弦水平支撑布置图
1-1、2-2剖面图
2.荷载计算
三毡四油防水层0.4kN/m2
水泥砂浆找平层0.4kN/m2
保温层0.45kN/m2
预应力混凝土屋面板1.4kN/m2
屋架及支撑自重0.12+0.011L=0.318kN/m2
恒荷载总和2.968kN/m2
活荷载0.7kN/m2
积灰荷载0.7kN/m2
可变荷载总和1.4kN/m2
屋面坡度不大,对荷载影响小,未予以考虑。
风荷载对屋面为吸力,重屋面可不考虑。
3.荷载组合
1.全跨永久荷载+全跨可变荷载
可变荷载效应控制的组合:
F=(1.2×
2.968+1.4×
0.7+1.4×
0.9×
0.7)×
1.5×
6=52.59kN
永久荷载效应控制的组合:
F’=(1.35×
0.7×
6=54.43kN
故F=54.43KN
2.全跨永久荷载+半跨可变荷载
全跨永久荷载设计值:
F1=1.35×
2.968×
6=36.06kN
半跨可变荷载设计值:
F2=(1.4×
6=16.76kN
屋架杆件内力组合表
杆件名称
杆件编号
单位内力作用时的内力系数
组合1
组合2
计算内里
全跨A
左半跨B
右半跨C
F×
A
F1×
A+F2×
C
B
上弦
AB
0.00
BC、CD
-6.221
-4.317
-1.85
-338.61
-281.77
-323.12
-338.12
DE、EF
-8.993
-5.636
-3.357
-489.49
-417.15
-345.23
FG
-9.102
-4.551
-495.42
-443.18
下弦
ac
3.470
2.537
0.933
188.87
155.51
182.17
ce
7.962
5.325
2.637
433.37
365.14
410.20
eg
9.279
5.312
3.967
505.06
441..64
463.07
斜腹杆
aB
-6.502
-1.754
-1.748
-353.90
-291.39
-291.49
Bc
4.739
3.158
1.581
257.94
217.53
243.96
cD
-3.382
-1.862
-1.520
-184.08
-161.80
-167.54
De
1.884
0.540
1.344
102.32
98.47
89.99
eF
-0.690
0.615
-1.305
-37.47
-49.69
-17.51
Fg
-0.462
-1.632
1.170
-25.09
0.99
-45.98
竖杆
Aa
-0.5
-27.16
-20.16
-28.54
Cc
-1.0
-0.1
-54.43
-40.31
-57.07
Ee
Gg
0.812
0.406
44.20
39.54
4.截面选择
按腹杆最大内力N=-353.9kN查表选用中间节点板厚度t=10mm,荷载支座节点板厚度t=12mm。
1.上弦
整个上弦不改变截面,按最大内里计算:
假定λ=60,对于双角T形钢,当绕x.y轴失稳时属于类b截面,由附表查得
ψx=0.735,需要的截面几何量:
A=N/ψminf=4954.2/(0.735×
310)=21.74cm²
ix=lox/λ=150.75/90=2.51cm
iy=loy/λ=300/90=5.0cm
由附表选用2L80×
10,A=30.26cm²
ix=2.42cm,iy=3.74cm
λx=lox/ix=150.75/2.26=62.290
λy=loy/iy=300/3.54=80.21<
[λ]=150
双角T钢型截面绕对称轴(y)轴应按弯扭屈曲计算长细比λyz
b/t=8.0<
0.58loy/b=21.75,故按下式计算
λyz=λy(1+0.475b⁴/loy²
t²
)=81.194>
λy
故由λmax=λyz=81.94,按b类查附表得ψ=0.553
σ=N/ψA=4954.2/(0.632×
30.26)=296.06N/mm²
<
f=310N/mm²
因截面无孔眼削弱,可不验算强度。
又因轧制钢翼缘和腹板,可不验算局部
稳定填板每个节间放一块(满足l1范围内不少于两块),la=75.38cm<
40i=40
×
2.42=96.8cm
2.下弦
下弦不改变截面,按最大内力计算:
Nmax=505.06kN,lox=300cm,loy=900cm,连接支撑的螺栓孔中心至节点板边缘
的距离约为100cm(eg节间),可不考虑螺栓孔削弱。
需要的截面几何量:
A=N/f=5050.6/310=16.29cm²
ix=lox/[λ]=300/350=0.86cm
iy=loy/[λ]=1500/350=2.57cm
由附表选用2L75×
7,A=20.26cm²
ix=2.30cm,iy=3.47cm
λx=lox/ix=300/2.30=130.43<
[λ]=350
λy=loy/iy=900/3.47=259.37<
σ=N/A=249.29N/mm²
填板每个节间放一块,l1=150cm<
80i=80×
2.30=184cm
3.斜腹杆
(1)杆件aB:
N=-353.90kN,lox=loy=253.0cm
假设λ=80,对于双角T形钢,当绕x.y轴失稳时属于类b截面,由附表
查得ψx=0.574,需要的截面几何量:
A=N/ψminf=3539.0/(0.574×
310)=19.82cm²
ix=lox/λ=253.0/80=3.16cm
iy=loy/λ=3.16cm
由附表选用2L100×
6,A=23.86cm²
ix=3.10cm,iy=4.44cm
λx=lox/ix=253.0/3.10=81.61<
[λ]=150
λy=loy/iy=253.0/4.44=56.98
双角T钢型截面绕对称轴(y)轴应按弯扭屈曲计算长细比λyz
b/t=16.7<
0.58loy/b=14.67,故按下式计算
λyz=3.9×
b(1+loy²
/18.6b⁴)/t=71.20<
λx
故由λmax=λx=81.61,按b类查附表得ψ=0.563
σ=N/ψA=3539.0/(0.563×
23.86)=263.45N/mm²
因截面无孔眼削弱,可不验算强度。
又因轧制钢翼缘和腹板,可不验算局
部稳定填板放两块,la=84.30cm<
40i=40×
3.1=124cm
(2)杆件Bc:
N=257.94kN,lox=0.8l1=0.8/×
261.3=209.04cm,loy=261.3cm
需要的截面几何量:
A=N/f=2579.4/310=8.32cm²
ix=lox/λ=209.04/350=0.60cm
iy=loy/λ=261.3/350=0.75cm
由附表选用2L63×
4,A=9.96cm²
ix=1.96m,iy=2.94cm
λx=lox/ix=209.04/1.96=106.65<
λy=loy/iy=261.3/2.94=88.88<
σ=N/A=258.98N/mm
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