完整word版三角形钢屋架计算实例docWord下载.docx

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根据厂房长度为120m60m，跨度l=24m和有桥式吊车的情况，在厂房两端第二柱间

和厂房中部设置三道上弦横向水平支撑、下弦横向水平支撑及垂直支撑；

并在上弦及下弦各

设三道系杆。

上弦因有檩条亦可不设系杆。

如图9—19示。

文案大全

图9-19屋盖支撑布置

（a）上弦支撑系统、（b）上弦支撑系统、（c）上弦支撑系统

3

檩条布置

1．檩条布置

檩条采用槽钢檩条，每节间放两根，檩距为

2127／3=709mm，檩条跨中

设一根拉条。

2．荷载计算

屋面坡度

25，雪荷载按不均匀分布最不利情况考虑，取

Sk

1.250.3

0.375kN／m2。

雪荷载与活荷载不同时考虑，取较大值，按雪荷载计算。

中波石棉瓦重

0.20.7090.14

本丝板重Sk

0.24

0.709

0.17

攘条和拉条重

0.10

合计gk10.41

雪荷载重qk10.3750.709cos0.24

檩条均布荷载设计值

2

g1

q1

1.2

0.41

1.40.24

0.828

KN/m

g1y

q1y

sin

0.3714

0.308

cos

0.9285

0.769

3．内力计算

Mx

1g1yq1yl2

0.76962

3.461

KNKNm

8

My

g1x

q1x

l2

32

0.347

KNm

4．强度计算

试选8

号槽钢[8，自重

0.08KN/m，A

10.24cm2

，h

80mm，

b

43mm，

tw

5mm

，

t8mm

Wx

25.3cm3

，WyB

5.79cm3

WyA

16.6/1.43

11.63cm3

Ix

101.3cm

4

x1

1.05

yA

yB

。

截面

及受力情况如图

9-20所示。

验算点A（压）

3461000

34700

xWnx

yWny

25.3103

11.61103

158.77N/mm2

f

215N/mm2

验算点B（拉）

1.0525.3103

1.25.79103

满足强度要求。

5．整体稳定性验算因在檩条跨中设有一道钢拉条，故可不进行该项验算。

6．刚度验算验算与屋面垂直平面的相对挠度，按短期荷载效应组合进行。

荷载标准值

gk1qk1

0.65KN/m

gk1yqk1y

0.65

0.92850.604KN/m

？

[10槽钢强度和刚度均满足要求。

4屋架设计

1．荷载计算因檩条沿节间布置，先将檩条作为屋架集中荷载计算，再按经验公式计

算屋架和支撑自重，最后折算为屋架上弦节点荷载。

因为屋面坡度较小，风荷载为吸力，可不考虑风荷载和积灰荷载影响。

檩条作用在屋架上弦的集中力为

FQ2g1

l/2

20.8286/2

4.968KN

屋架和支撑自重，按轻屋盖估算

g2

l0.01

23.7

0.237

节点荷载设计值为

F

3FQg2a

63

4.968

1.975

617.748KN

2．屋架杆件内力计算

芬克式三角形屋架在半跨雪荷载作用下，腹杆内力不变号，故

只需按全跨雪荷载和全跨永久荷载组合计算屋架杆件内力。

根据建筑结构静力计算手册，

十

二节间芬克式屋架，n=l／h=5，先查得杆件内力系数，再乘以节点荷载

F17.748KN，

即可得出杆件内力

（图9—l）最不利内力组合设计值，见表

9-3。

表9-3屋架杆件内力组合设计值

杆件

内力系数

内力设计值/Kn

备注

（F=17.748kN）

AB

-14.81

-262.85

BC

-13.66

-242.44

上弦杆

CD

-14.07

-249.71

负为压杆

DE

-13.70

-243.15

EF

-12.55

-222.74

FG

-12.95

--229.84

AH

+13.75

+244.04

下弦杆

HI

+11.25

+199.67

正为拉杆

IJ

+7.50

+133.11

DI

-2.79

-49.52

BH、GH

-1.21

-21.48

EK、FK

腹杆

HD、DK

+2.50

+44.37

符号同上

IK

+3.75

+66.56

KG

+6.25

+110.93

GJ

0.00

上弦杆局部弯矩计算。

按两跨连续梁计算，如图

9-21示

图9-21节点荷载上弦杆局部弯矩图

端节间：

M0FQl/3

4.9681.975/3

3.271KN

m

中间节间及节点：

M2

0.6M0

0.6

3.2711.963KNm

3．杆件截面选择先将各杆件内力设计值、几何长度、计算长度入表

9-4

内，分别计算各杆件需要的截面及填板，然后，填入表中。

按弦杆最大内力-262.85kN，由表

9—4选出中间节点板厚度为

l0mm，支座节点板厚度

为12mm。

（1）上弦杆。

上弦杆内力计有：

FAB

262.kN85，FBC

242.44kN，

M12.617kNm，M2

1.963kNm；

故该杆应按压弯杆计算。

1）强度验算。

截面强度验算由负弯矩控制。

FN

262.85

103

1.963106

An

27.6

102

1.236.2103

140.4N/mm2

2）弯矩作用平面内的稳定性验算。

xl0x/ix212.7/3.0968.8150，按b类截面查附录（轴心受压稳定系数表），

x0.758

FEx

2EA/

x2

206103/68.82103

1185.5kN

按有端弯矩和横向荷载同时作用使弦杆产生反向曲率，

故取等效弯矩系数mx

0.85采

用正弯矩验算：

mxMx

262.85103

xA

x1W1x（1

0.8F/FEx）

0.75827.6102

0.85

2.617

106

97.2

0.8

103/1185.5

5

=125.64+26.483=152.123N/mm2

215

N/mm2

补充验算：

A

x1W1x

11.25FN/FEx

36.2

95.236

70.826

24.410N/mm2

3）弯矩作用平面外的稳定性验算。

由负弯矩控制：

loy

l10.75

0.25F2/F1

212.70.75

0.25

242.44/262.85

417.142cm

y

l0y/iy

471.142/4.46

93.53

150，查附录（轴心受压稳定系数表），

y0.598，b1（弯矩使翼缘受拉）。

在计算长度范围内弯矩和曲率多次改变向号，为偏于安全，取

tx0.85。

txMx

x

W

0.59827.6

b1x

1.963

46.093205.35N/mm

215N/mm

159.257

4）上弦填板的设置。

一个角钢对于平行于填板的自身形心轴的回转半径

ix3.09cm，

40ix403.09123.6cm。

上弦为压杆，节间长度为212.7cm，每节间设一块填板，则间距为。

212.7/2=106.35cm

<

123.6cm

填板尺寸为80mm10mm120mm。

（2）下弦杆。

下弦杆均为拉杆，整个下弦采用等截面，按最大内力

FAH

244.04kN计

算。

屋架平面内计算长度按最大节间

IJ，即lox497.6cm；

屋架平面外计算长度因跨中有

一道系杆，故loy

1185cm。

下弦杆所需截面积为

An

/f

244.04

10

/

/215m1m135f

N2m1m5

选用2L

75

50

5，A2

6.12

12.24cm2，采用短肢相并，ix

1.44cm，

iy3.76cm。

6

强度验算：

lox/ix

497.6/1.44

346

350

loy/iy

1185/3.76

315

下弦填板设置：

i2.39cm，拉杆

按80i802.39191.2cm

IJ节间设两块填板：

497.2/3165.73cm191.2cm

填板尺寸为80mm10mm70mm

（3）中间竖腹杆JG。

中间竖腹杆，FN0,l474cm。

对连接垂直支撑的屋架，采用

2L564组成的十字形截面，iox2.18cm，单个角钢L56，imin1.11cm。

按支撑压杆验

算容许长细比。

l0

0.9

l

474

426.6cm

l0/imin

426.6/2.18

196

200

填板设置按压杆考虑：

80imin80

1.11

88.8cm，设置

4块，474/5

94.8cm

88.8cm，填板尺寸为80mm10mm100mm

（4）主斜腹杆

IK、KG。

主斜腹杆

IK、KG两杆采用相同截面，

lox

343.7cm，

2343.7

687.4cm，内力设计值为

110.93kN。

所需净截面面积

FN/f110.93

103/215

515.95mm2

5.16cm2

，选用2L

45

4，A2

3.49

6.98cm2，ix

1.38cm，iy

2.24cm

考虑桁架分为两小榀运输时，主斜腹杆需用螺栓在工地拼接，安装螺栓直径取

16mm，

螺孔直径17.5mm，则实际An6.98

21.75

0.4

5.58cm2

Fn/An110.93

103/5.58102

198.8N/mm2

容许长细比验算：

lox/ix

343.7/1.38

249350

687.4/2.24

306

填板设置按80i1

801.38cm1，10IK.4、KG各设置两块，

343.7/3=114.57cm110.4cm。

填板尺寸为80mm10mm65mm。

（5）腹杆DI。

FDI49.52kN，lox0.8l0.8255.5204.4cm，loyl255.5cm

7

选用2L50

4，A

3.9

7.8cm2，ix

1.54cm，iy2.43cm

若选用2L454，A

3.486

6.972cm2，ix

i1

1.38cm，iy

若按2L45

4：

204.4/1.38

148.1

150

255.5/2.24

114.1

按b类截面查附录（轴心受压稳定系数表）

/xA

49.52

103/0.31

6.972102

229.1N/mm2

若按2L50

204.4/1.54

132.7

255.5/2.43

105

103/

0.375

7.8102

169.3N/mm2

故腹杆DI截面选用2L50

4。

填板按40i1

401.54cm

61.6cm，应设3块垫板，因腹杆受力不大，且两端焊于节

点板上，为减小焊缝起见，采用

3块腹板。

填板尺寸为

60mm10mm70mm。

（6）腹杆BH、CH、EK、FK。

4根杆均为压杆、受力及长度均小于

DI杆，故

可均按DI杆选用2L50

4，只采用

2块填板。

（7）腹杆

、

两者均为拉杆。

44.37

，仍选用

HD

DK

kN

l343.7cm

2L504

验算如下：

/A44.37

103/7.8

56.88N/mm2

l/ix

343.7/1.54

178.55

填板设置：

按80i

80

1.54

123.2cm，各设两块，则343.7/3

114.6cm

123.2cm

，满足条件。

桁架杆件计算列表，见表

9-4。

表9-4桁架杆件计算

9

5.节点设计

（1）下弦中间节点I（图7-22）。

下弦中间节点用作拼接节点。

由于屋架跨度为24m，超

过运输界限，故将其分为两榀小屋架。

于下弦中间节点I处设置工地拼接节点。

拼接角钢设计。

拼接角钢采用与下弦杆相同截面，2L75505，肢背处割棱，竖肢切

去55515mm（thf余度）。

拼接点一侧每条焊缝长度计算：

拉杆拼接焊缝按等强设计，则

FNAf12.24102215263000N，取Hf5mm

lw263000/40.70.5160102112.7cm

拼接角钢长度l213.01270mm，取270mm。

下弦杆与节点板焊缝计算：

下弦杆轴拉力通过节点板和拼接角钢两种连接件传递，节点

板认为仅承受内力F15%FAH15%244.0436.6KN36，6kN，节点板连接焊

缝受力甚小，故节点板可按构造确定。

10

图9-22下弦中间节点I构造

（2）脊节点。

KG斜腹杆与节点板的连接焊缝，取肢背和肢尖的焊脚尺寸为

hf15mm，

hf24mm，则所需的焊缝长度为

0.7

110.93

79.33mm

肢背

lw1

160

0.3

47.14mm

肢尖

lw2

弦杆肢背与节点板的连接焊缝，

采用塞焊缝，假定脊节点处檩条传来的力为

F/3=17.748

／3=5.916kN，此力甚小，且节点板