30米梯形钢屋架钢课程设计计算书资料Word下载.docx

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第二种组合

第三种组合

计算杆内力（

全跨①

左半跨

右半跨

②

F1*①+F2*②

F1*①+F2*③

F3*①

+F4*®

+F4*③

上弦

AB

P-0.01

0.00：

0.00

-0.16

-0.26

-0.

BC

CD

-11.35

-8.49

-3.45

-631.39

-584.54

-501.99

-281.38

-151.20

-631.

DE

EF

-18.19

-13.08

-6.25

-1011.89

-928.19

-816.31

-437.36

-260.94

-1011.

FG

GH

-21.53

-14.62

-8.46

-1197.69

-1084.51

-983.61

-495.40

-336.29

-1197.

HJ

-22.36

-13.98

-10.25

-1243.86

-1106.60

-1045.50

-483.41

-387.07

-1243.

IJ

JK

-22.73

-14.39

10.2

-1264.45

-1127.84

-725.05

-496.03

139.13

-1264.

下弦

ab

6.33

4.94

1.83

352.13

329.36

278.42

162.23

81.89

352

be

15.36

11.3

P4.98

854.461

787.96

684.44

375.90

212.65

854

cd

20.21

14.14

7.43

1124.261

1024.84

914.93

475.78

302.47

1124

de

22.12

14.44

9.39

1230.51

1104.72

1022.00

493.98

363.54

1230

ef

21.23

11.68

[11.68

1181.001

1024.57

417.82

1181

斜腹杆

aB

-11.34

-8.66

-3.27

-630.83

-586.93

-498.65

-285.72

-146.49

-630.

Bb

8.81

6.47

2.87

490.09

451.76

392.79

215.31

122.32

490

bD

-7.55

-5.23

[-2.84

-420.00

-382.00

-342.85

-176.39

-114.66

-420.

De

5.39

3.39

2.44

299.84

267.08

251.52

117.05

92.51

299

eF

-4.23

-2.25

-2.43

-235.31

-202.88

-205.83

-81.26

-85.91

-235.

Fd

2.62

0.88

:

2.13

145.75:

117.25

137.72

37.06

69.35

145

dH

-1.51

0.22

-2.12

-84.00

-55.66

-93.99

-2.58

-63.02

-93.

He

0.29

-1.25

1.89

16.13

-9.09

42.34

-30.70

50.41

50

-27.

eg

1.53

3.4

-2.28

85.11

115.74

22.70

96.19

-50.25

115

-50.

gK

2.16

4.07

-2.32

120.16

151.44

46.78

116.94

-48.11

151

-48.

gi

0.49

0.54

-0.06

27.26

28.08

18.25

16.63

1.13

28

竖杆

Aa

-0.55

-0.54

-30.60

-30.43

-21.59

-16.96

-3.01

-30.

Cb

Ec

-1

-0.99

-55.63

-55.47

-39.25

-31.04

-5.47

-55.

Gd

-0.98

-54.52

-38.46

-30.67

-5.36

-54.

Jg

-0.85

-0.9

-47.28

-48.10

-33.36

-27.90

-4.65

Ie

-1.42

-1.43

-78.99

-79.16

-55.73

-44.70

-7.77

-79.

Kf

0.02

1.11

0.78

0.11

四、杆件截面设计

腹杆最大内力，N=-630.83KN，由屋架节点板厚度参考可知：

支座节点板刚度取14mm；

其余节点板与垫板厚度取12mm。

1.上弦杆

整个上弦杆采用相同一截面，按最大内力计算，N=-1264.45KN

计算长度：

屋架平面内取节间轴线长度lOx=1507mm

屋架平面外根据支撑，考虑到大型屋面板能起一定的支撑作用，取上弦横向水平支撑的节间长度：

loy=4521mm

根据屋架平面外上弦杆的计算长度，故截面宜选用两个不等肢角钢，且短肢相并,见图3

图3上弦截面

、q（p

设’=60，查轴心受力稳定系数表，=0.807

按所选角钢进行验算:

=48.96V［入］=150

y=loy.

=4524-51.41V［入］=150

iy

88

Ax=lox=1507

=TT=308

由于'

「二x，只需求出\，查轴心受力稳定系数表，y=0.847

N_1264.65103yA一0.8477793

=191.59MPa<

215MPa所选截面合适。

2.下弦杆

整个下弦杆采用同一截面，按最大内力计算，N=1230.51KN

屋架平面内取节点间轴线长度Iox=3000mm

屋架平面外根据支撑布置取lOy=29700/2=14850mm

计算需要净截面面积A*=f二雷初汕曲，选用2L18011012,

因为lOy>

Iox，故用不等肢角钢，短肢相并，见图4

X

r

iaf,y

y

图4下弦截面

2

A=6742mm，ix=31mm，iy=87.4mm。

'

y=®

二14850二169.91<

['

]=350所选截面满足要求。

iy87.4

3.端斜杆Ba

已知N=-630.83kN，Iox=lOy=2456mm。

因为Iox=lOy，故采用不等肢

角钢，长肢相并，使ix=iy，选用角钢2L1409010

2:

i

A=4452.2mm,ix=44.7mm,y=87.4mm

截面刚度和稳定验算：

因为、「X只需求；

：

y，查表得y=0.764

4.再分腹杆eg-gK

此杆在g节点处不断开，采用通长杆件

拉力：

Ngk=151.44KN，Neg=115.74kN

选用2L635,见图5。

12

图6中竖杆Kf

ix=19.4mm，iy=30.4mm。

二1800=92.78=53.9<

]=150

19.4

4446.3

30.4

=146.25<

[]=150

因为、「X只需求\，查表得y=0.32,则

5.竖杆Ie

查型钢表，选用2L63X5,其几何特性为

A=1228.6mmix=19.4mm30.4mm

l2442

竺=―-=125.88cm：

150ix1.94

loy305.2

100.39cm:

150

iy3.04

因为’x•'

y只需求x，查表得x=0.406,则

其余各杆件截面选择过程不一一列出，计算结果见表2

名称

杆件编号

内力（KN

计算长度（cm）

截面规格

截面面

积（cm2）

回转半径（cm）

长细比

容许长细

稳定系数申

计算应

力Mpa

l0x

l0y

ix

比［九］

x

IJJK

150.8

452.4

2L180X110X14

77.93

3.08

8.8

48.96

51.41

150

0.847

191.59

300

1485

2L180X110X12

67.42

3.1

8.74

96.77

169.91

350

182.51

腹杆

-30.6

199

2L63X5

12.286

1.94

3.04

102.6

65.5

0.538

46.29

253.4

2L140X90X10

44.522

4.47

3.74

56.71

67.78

0.764

185.46

208.6

260.8

2L100X6

23.864

4.51

67.29

57.83

205.37

183.2

229

2L50X5

9.606

2.53

119.7

90.5

0.493

131.92

-420

229.5

287

2L100X7

27.592

3.09

4.53

74.3

63.3

0.724

210.25

228.7

285.8

2L70X6

16.32

2.15

3.33

106.37

85.83

183.73

207.2

259

135.4

102.4

0.363

159.54

250.8

312.6

2L90X6

21.274

2.79

4.13

89.89

75.69

0.621

178.12

145.75

249.5

311.8

167

123.3

151.73

231.2

289

151.1

114.2

0.304

186.67

271.6

339.5

101.95

189.45

-27.55

270.8

338.4

139.59

111.32

0.347

64.62

le

255.2

319.1

131.5

104.9

0.381

169.11

-44.78

230.1

453.73

118.6

149.25

0.31

117.54

gk

-42.26

110.96

1.12

314.1

2.45

128.2

200

PgI

165.9

207.4

108.7

82.2

29.23

-48.1

127.6

158.9

83.4

63

0.665

75.3

屋架杆件截面选择表

五、节点设计

用E43焊条时，角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值=160MPa

各杆件内力由表1查得

1.下弦节点b

（1）斜杆Bb与节点的连接焊缝计算：

设肢背与肢尖的焊角尺寸分别为8mm和6mm。

所需焊缝长度为:

肢背：

0.7Nw0.7490090—182.3316_198.33mm,取lw=200mm

2hefT20.78160

0.3N0.3490090、

肢尖：

I：

===109.4+12=121.4mm，取IW=120mm

2heffw2x0.7x6160

（2）斜杆Db与节点的连接焊缝计算：

所需焊缝长度为：

lw07420000164.0616=180.06mm，取I：

=180mm

2汉0.7汉8汉160

=0.3汉420000=93.75+12=105.75mm,取lw=110mm2X0.7X6X160

（3）竖杆Cb与节点板连接焊缝计算：

因其内力很小，焊缝尺寸可按构造确定，取焊脚尺寸hf=5mm。

根据上面求得的焊缝长度，并考虑杆件之间应有的间隙及制作和装配等误差，按比例绘出接点详图，从而确定节点板尺寸为457mmX340mm

（4）下弦杆与节点板连接焊缝验算：

焊缝受力为左右下弦杆的内力差△N=854.16-352.13=502.33KN，设肢尖与肢背的焊脚尺寸为6mm，所需焊缝长度为457mm,受力较大的肢背处的焊缝应力

0.75502.33103

20.76（457-12）

（5）节点板尺寸：

根据以上求得的焊缝长度，并考虑杆件之间应有的间隙和制

作装配等误差，按比列作出构造详图，从而定出节点尺寸。

如图7所示

图7节点板b尺寸

2.上弦节点B

（1）斜杆Bb与节点板连接焊缝计算，与下弦节点b中Bb杆计算相同。

（2）斜杆Ba与节点板连接焊缝计算

设肢背与与肢尖的焊脚尺寸分别为10mm和6mm。

所需焊缝长度为

0.7Nw0.763083018320=203mm，取lw=210mm

2heffw20.710160

0.3N0.3630830廿

wNeffWN0.7®

160=164.28+12"

6・48mm，取lw=180mm

（3）上弦杆与节点板连接焊缝计算：

为了便于在上弦上搁置大型屋面板，上弦节点板的上边缘可缩进上弦肢背8mm。

用槽焊缝将上弦角钢和节点板连接起来。

槽焊缝可按两条焊缝计算，计算时可略去屋架上弦坡度的影响，而假定集中荷载P与上弦垂直。

上弦肢背槽焊缝内的应力由下面计算得

1、1

hf节点板厚度12=6mm，hf=10mm

22

上弦与节点板间焊缝长度为470mm，则

P

20.7hflw1

14MPa<

0.81fffw=156MPa

20.76470

上弦杆尖焊缝受力为左右上弦杆的内力差△N=631.39-0.26=631.13KN

偏心距e=110-25.9=84.1mm

设需焊缝长度为470mm，贝U

663113084.1

20.710（470-20）2

Jf22J1123322

.（——）2+e）2=J（—）2+100.182=140.62MPac160MPa\1.22V1.22

（4）节点板尺寸：

方法同前，如图8所示

1/

图8节点板B尺寸

3.屋脊节点K

（1）弦杆与拼接角钢连接焊缝计算：

弦杆一般用与上弦杆同号角钢进行拼接，为使拼接角钢与弦杆之间能够密合，并便于施焊，需将拼接角钢进行切肢、切棱。

拼接角钢的这部分削弱可以靠节点板来补偿。

拼接一侧的焊缝长度可按弦杆内力计算。

设肢尖、肢背焊脚尺寸为10mm,则需焊缝长度为

上弦肢尖与节点板用角焊缝，按上弦杆内力的15%计算，并考虑此力产生的弯矩设焊脚尺寸为10mm。

af22j1412422

（左5）F（在）+61・58=131.13MPa16MPa

（4）中竖杆与节点板的连接焊缝计算

此杆内力很小，焊缝尺寸可按构造确定，取焊脚尺寸hf=5mm

方法同前，如图9所示

4.下弦跨中节点f

（1）弦杆与拼接角钢连接焊缝计算

拼接角钢与下弦杆截面相同，设肢尖、肢背焊脚尺寸为8mm,则需焊缝长

度为

f-二67.4210021'

=404mm，取lw=404+16=420mm

40.7hff；

40.78160

拼接角钢长度2420+20=860mm

（2）弦杆与节点板连接焊缝计算

按下弦杆内力的15%计算，设肢背、肢尖焊脚尺寸为6mm,弦杆一侧需焊缝长度为

lw二0711810000.1512=104.27mm，取lw=110mm2X0.7X6X160

0.311810000.15'

肢尖h12=51.54mm，取iw=60mm

2汉0.7汉6汉160

（3）节点板尺寸：

方法同前，如图10所示

图10节点板f尺寸

5.端部支座节点a

图11支座节点a

为便于施焊，下弦角钢水平肢的底面与支座底板的距离一般不小于下弦伸出肢的宽度，故可取为180mm。

在节点中心线上设置加劲肋，加劲肋的高度与节点板的高度相同，厚度同端部节点板为14mm。

（1）支座底板计算

支座反力R=5562910=556290N

取加劲肋的宽度为110mm，考虑底板上开孔，锚栓直径取d=25mm，锚栓孔直径为60mm，则所需底板面积：

—R55629022

二一•锚栓孔缺口面积二3.1460/4=47329.2mm按构造要求取底

fc12.5

板尺寸为280mm400mm，偏安全地取有加劲肋部份的底板承受支座反力，贝U

承压面积：

代=280（211014）-65520mm2

底板的厚度按支座反力作用下的弯矩计算，节点板和加劲肋将底板分为四块，每块板为两边支承而另两块相邻边自由的板，每块板的单位宽度的最大弯矩为

式中匚底板下的平均应力，c=8.49MPa

2两边支承对角线长，：

2=,（140-14/2）2■1102=172.6mm

系数，由6八2决定。

为两边支承的焦点到对角线：

2的垂直距离。

由

b2/〉2=o.49,查表得：

=0.0586,则单位宽度的最大弯矩为

M=0.05868.49172.62=14821.32Nmm

底板厚度.6M/f=肿614821.32/215=20.34mm,取t=22mm

（2）

加劲肋与节点板的连接焊缝计算:

M二Ve=139072.5110/2=9039712.5Nmm.

设焊缝尺寸为6mm,焊缝长度lw=528-20-12=496mm,

/二f、2/、2/903971256、2/139072.5、2

J（）