梯形屋架计算书Word文档下载推荐.docx
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恒载+活荷载
5.049
10.089
①风荷载体型系数
背风面μs=-0.5
迎风面μs=-0.47≈-0.5(见建筑结构荷载规范)
②上弦节点风荷载
W=1.4×
(-0.5)×
0.35kN/m2×
1.556m×
6m=-2.287kN
4、内力计算
(1)内力及内力组合见表7-7。
表7-7屋架杆件内力组合表
杆
件
名
称
编
号
恒载及活荷载
半跨活荷载
风荷载
内力组合(kN)
内力
系数
(kN)
半跨活载
恒载+
恒载+半跨活荷载
1
2
3
4
5
6
7
2+3
2+5
2+7
上弦杆
-17.39
-110.91
-64.69
-12.65
-47.06
16.55
37.85
-175.6
-157.97
-73.06
-16.13
-102.88
-60.00
-11.40
-42.41
15.50
35.45
-162.88
-145.29
-67.43
-16.76
-106.90
-62.35
-12.05
-44.83
-169.25
-151.73
-69.05
-16.44
-104.85
-61.16
-11.70
-43.52
-166.01
-148.37
-67.00
-15.18
-96.82
-56.47
-10.45
-38.87
-153.29
-135.69
-61.37
-15.81
-100.84
-58.81
-11.10
-41.29
-159.65
-142.13
-62.99
下弦杆
16.50
105.24
61.38
12.00
44.64
-17.34
-39.66
166.62
149.88
65.58
8
13.50
86.10
50.22
9.00
33.48
-14.32
-32.75
136.32
119.58
53.35
9
57.40
4.50
16.74
-9.48
-21.68
90.88
74.14
35.72
腹杆
10
-1.34
-8.55
-4.99
1.41
3.23
-13.54
-5.32
11
-2.85
-18.18
-10.60
3.00
6.86
-28.78
-11.32
12
19.13
11.16
-3.16
-7.23
30.29
11.90
13
28.70
-4.47
-10.84
45.44
17.86
14
7.50
47.84
27.9
27.90
-7.9
-18.07
75.74
29.77
15
0.00
注:
①内力系数由《建筑结构静力计算手册》查得,内力为相应的节点荷载P或W乘以内力系数;
②屋架下弦杆及受拉腹杆在恒载及风荷载组合作用下,未出现内力变号,故为恒载+活荷载控制。
(2)上弦杆弯矩计算
端节间跨中正弯矩:
kN.m
中间节间跨中正弯矩和中间节点负弯矩:
5、杆件截面选择
(1)上弦杆
整个上弦不改变截面,按最大内力计算。
杆1内力N=-175.6kN,M1x=1.49kN.m,M2x=,A=16.32cm2,W1x=38.74cm3,W2x=14.96cm3,ix=2.15cm,iy=3.11cm。
长细比
塑性系数γx1=1.05,γx2=1.2
a、弯矩作用平面内的稳定性
此端节间弦杆相当于规范中两端支承的杆件,其上作用有端弯矩和横向荷载并为异号曲率的情况,故取等效弯矩系数βmx=0.85
用跨中最大正弯矩Mx1=,代入公式得:
对于这种组合T形截面压弯杆,在弯矩的效应较大时,可能在较小的翼缘一侧因受拉塑性区的发展而导致构件失稳,补充验算见下式:
显然另一侧不控制构件平面内的失稳。
故平面内的稳定性得以保证。
b、弯矩作用平面外的稳定性
由于λy=50<
120,所以梁的整体稳定系数可由下式计算:
等效弯矩系数βtx=0.85
用跨中最大正弯矩Mx1=,代入公式得:
根据支撑布置情况,可知上弦节点处均有侧向支承以保证其不发生平面外失稳。
因此,可不必验算节点处的平面外稳定,只需验算其强度。
c、强度验算
上弦杆节点“2”处(见图7-39)的弯矩较大,且W2x又比较小,因此截面上无翼缘一边的强度,按下式验算(An=A):
(2)下弦杆
下弦也不改变截面,按最大内力计算。
杆7的轴心力Nmax=166.62kN。
选用2∟56×
4,A=8.78cm2,ix=1.73cm,iy=2.52cm。
强度验算
N/mm2<
f
(3)腹杆
杆10内力N=-13.54kN。
选用∟36×
4,A=2.756cm2,iy=0.7cm。
其中0.812为单面连接单角钢的强度折减系数,见附表1-4。
上述计算,也可采用表格形式进行,现将上述计算以及其他腹杆的计算一并列于表7-8。
表7-8屋架杆件截面选用表
杆件编号
计算长度
(cm)
截面
规格
(mm)
长细比
稳定系数
计算
应力
(N/mm2)
N
M1
(kN.m)
l0x
l0y
λx
λy
(λyz)
φx
φy
φb
M2
1.49
1.117
155.5
2∟70×
72.3
50
(56.6)
0.736
0.825
0.915
187.4
245.8
885
2∟56×
189.8
393.4
228
351
0.9×
110=99
∟36×
141
(154)
0.341
0.294
167.1
0.8×
156
=124
2∟30×
138
104
(105)
0.353
179.1
246
=197
219
165.1
66.5
492
273
330
99.82
166.4
295=266
╇36×
193
6、节点设计
(1)一般杆件连接焊接
设焊缝厚度hf=4mm,焊缝长度可由公式计算列于表7-9。
表7-9屋架杆件连接焊缝表
杆件
名称
编号
肢背焊缝
肢尖焊缝
lw(mm)
hf(mm)
150
70
焊缝长度已考虑施焊时起弧或落弧的影响;
杆件10的焊缝,已按规范规定考虑了焊缝强度折减系数0.85
45
75
(2)节点“1”
①支座底板厚度
支座底板尺寸,如图7-40所示。
支座反力
R=6P+1.15×
0.74×
6=6×
10.098+1.15×
6=65.69kN
设a=b=12cm,a1=
×
12cm=16.9cm,b1=a1/2=8.45cm
底板的承压面积
An=24cm×
24cm-3.14×
22cm2-2×
4cm×
5cm=523cm2
板下压应力
N/mm2
b1/a1=0.5,查表得β≈0.06,则
=
所需底板厚度
t≥
mm,取t=12mm
图7-40支座节点
②支座节点板与底板的连接焊缝
设
mm,
=(240mm-10mm)×
2+(120mm-4mm-10mm-10mm)×
4=844mm,按下式计算:
支座节点板与加劲肋的连接焊缝厚度取
mm,计算从略。
③上弦杆与节点板的连接焊缝
N=175.6kN,设焊缝厚度
mm,焊缝计算长度
=160+360-10=510mm,见图7-40。
杆件轴心力N,假定全由角钢肢尖焊缝传递,并考虑传力的偏心影响,其中偏心矩e=70-20=50mm,按下式计算:
=68.3N/mm2<
(3)节点“2”、“3”
节点荷载P假定由角钢肢背的塞焊缝承受,按构造要求节点板较长,故焊缝强度可以满足,计算从略。
节点两侧上弦杆轴心力之差ΔN=N1-N2,假定由角钢肢尖焊缝承受,并考虑偏心力矩M=ΔNe的影响,计算结果见表7-10。
表7-10上弦节点肢尖焊缝表
节点
N2
N1
ΔN
hf
e
lw
βf
上弦
162.88
175.6
12.72
120
1.22
43.2
160
166.01
169.25
3.24
530
1.21
(4)节点“4”
节点荷载P,假定由角钢肢背的塞焊缝承受,同上按构造要求考虑,即可满足,计算从略。
上弦屋脊节点
①上弦杆拼接角钢的连接焊缝,以该节间的最大轴力N,设
mm,按下式计算:
99mm,取120mm
②上弦杆角钢与节点板的连接焊缝,以上述轴心力的15%按下式计算,设
mm,e=50mm,
按构造要求为220mm,取lw=220-10=210mm
=31.4N/mm2<
(5)节点“5”(见图7-43)
下弦杆拼接节点
①下弦杆拼接角钢的连接焊缝,以全截面的等强度条件,设
115mm,取125mm
拼接角钢选用∟63×
5切成,长度为2
+10=260mm。
接头的位置视材料长度而定,最好设在跨中节点处,当接头不在节点时,应增设垫板。
②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
mm。
17.6mm<
+10=42mm,取55mm
三角形屋架施工图附后
图7-44屋架施工详图1
材料表
重量(kg)
合计
587
606
共计
259.0
118.6
4.0
4.4
29.6
10.0
4.6
4.2
32.8
13.6
12.0
10.8
2.8
7.2
5.4
6.4
2.6
4.8
4.7
1.8
3.0
2.9
28.0
1.2
587.2
18
0.9
每个
64.7
59.3
2.0
2.2
3.7
2.5
2.3
2.1
8.2
6.8
6.0
1.1
0.7
2.7
3.2
1.3
2.4
0.2
0.1
1.0
0.3
1~27同JW18-0.75-2
1.5
数量
反
正
22
29
28
长度
10090
17240
810
920
2090
1420
950
870
4600
2810
300
520
155
240
80
140
380
540
200
480
320
60
220
(mm)
∟70x6
∟56x4
∟36x4
∟30x4
∟90x56x6
-185x8
-115x8
-240x12
-80x14
-140x6
-150x6
-125x6
-155x6
-210x6
-160x6
-200x6
-50x6
∟110x70x6
∟75x50x6
-145x6
-115x6
零件号
16
17
19
20
21
23
24
25
26
27
构件编号
JW18-0.75-2
JW18-0.75-2A
说明:
1、钢材为Q235-B,焊条为E43型;
2、未注明的焊缝厚度为4mm,满焊;
3、未注明的螺栓孔为Ф17;
4、构件表面应彻底除锈,涂防锈底漆和醇酸磁漆各二度。
图7-45屋架施工详图2
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- 梯形 屋架 计算