人字形单斜式腹杆屋架钢结构设计计算书1

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1、人字形屋架设计一、设计资料某单跨厂房，长度为120m，车间内设有一台200KN的中级工作制的吊车，计算温度高于-20℃。人字形单斜式屋架跨度36米，柱距7.2米。屋面采用1.5m×（6～7.5m）的预应力混凝土大型屋面板（重量1500N/m2），上铺100mm厚泡沫砼保温屋（重量800N/m2）和三毡四油防水层（重量300N/m2）。钢屋架简支于钢筋砼柱上，上柱截面为400×400，砼强度等级为C25，基本风压W0=350N/m2，屋面均布活载或雪载为500N/m2，积灰荷载为100~500N/m2，无

2、抗震要求。二、二、屋架形式，尺寸，材料选择及支撑布置本方案为无檩屋盖方案，屋面坡度i=1/10，计算跨度LO=L-300=36000-300=35700mm，端部及中部高度均取作2500mm。屋架杆件几何长度及支撑布置见下图。三、荷载及内力计算（1）荷载计算三毡四油防水层0.30KN/m2找平层（2cm厚）0.40KN/m2泡沫混凝土保温层（10cm厚）0.80KN/m2预应力混凝土大型屋面板（含灌缝）1.50KN/m2屋架和支撑自重0.516KN/m2恒载总和3.516KN/m2活荷载（或雪荷载）0.

3、50KN/m2积灰荷载0.20KN/m2可变荷载总和0.70KN/m2由于屋面坡度不大，对荷载的影响较小，未予考虑。风荷载为吸力，重屋盖可不考虑。（2）荷载组合一般考虑全跨荷载，对跨中部分斜杆（一般为跨中每侧各两根斜腹杆）可考虑半跨组合，本设计在计算杆件截面时，将这些腹杆均按压杆控制长细比，不必考虑半跨荷载作用情况，只计算全跨满载时的杆件内力。节点荷载：组合一（可变荷载效应控制的组合）：Fd=(1.2×3.516+1.4×0.5+1.4*0.9*0.2)×1.5×7.2=55.85KN组合二（永久荷载效

4、应控制的组合）：Fd=(1.35×3.516+1.4×0.7×0.5+1.4*0.9*0.2)×1.5×7.2=711.36KN因此，节点荷载取59.28KN，支座反力Rd=12Fd=6×59.28=355.68KN（3）内力计算用图解法或数解法均可计算出全跨荷载作用下，屋架的杆件内力。其内力设计值见图。四、杆件截面选择腹杆最大轴力为479.09KN，查表可知，选用支座节点板厚t=12mm,中间节点板厚可为t=10mm。（一）上弦杆截面设计整个上弦不改变截面，按最大内力计算。Nmax=-1257.39K

5、N初选上弦杆为2L16014，A=86.6，=4.92cm，=7.00m。由于（b类）填板每节间放两块，（二）下弦杆截面设计也不改变截面，按最大内力计算。Nmax=1221.64KN初选下弦杆为2L20012512（短肢相并），A=59.6，=3.57cm，=9.54m。符合要求填板每节间放两块，（三）斜腹杆截面设计（A-b,B-c,C-d,D-e,E-f）选取最大内力Nmax=479.09KN初选斜腹杆杆为2L10010，A=38.52，=3.05cm，=4.60m。符合要求填板每节间放两块（三）斜腹

6、杆F-g截面设计N=44.1KN，lox=372cm，loy=372cm。选用2L705，A=13.74cm2，=2.6cm，=3.37cm。符合要求填板每节间放三块略大于，仍然够用（四）支座竖杆N=-354.08KNcm初选上弦杆为2L10010，A=38.53，=3.50cm，=4.6cm。由于（b类）填板每节间放两块，四、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，各杆件内力由图1查得，最小焊缝长度不应小于,节点板厚度为10cm。（一）下弦节点G1、斜杆Ab与节点的连接焊缝计算N=

7、479.09k，设肢背与肢尖的焊角尺寸分别为和。所需焊缝长度为：肢背：，取＝200mm肢尖：，取＝140mm2、竖杆Bb与节点的连接焊缝计算N=-326.04k，设肢背与肢尖的焊角尺寸分别为和。所需焊缝长度为肢背：，取＝140mm肢尖：，取＝100mm3、下弦杆与节点板连接焊缝计算焊缝受力为左右下弦杆的内力差由斜腹杆焊缝决定的节点板尺寸，量得实际节点板长度为45cm，肢背及肢尖焊脚尺寸均取为8mm，则计算长度lw=43.4cm。肢背焊缝应力为:肢背：+12=147.3mm，取＝150mm肢尖：+12=7

8、9.9mm，取＝80mm（二）上弦节点1、竖杆Bb与节点板连接焊缝计算与下弦节点中Bb杆计算相同。2、斜杆Bc与节点板连接焊缝计算N=396.96kN，设肢背与与肢尖的焊脚尺寸分别为和。所需焊缝长度为：肢背：，取＝160mm肢尖：，取＝120mm3、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7mm。用槽焊缝将上弦角钢和节点板连接起来。由腹杆焊缝决定的节点板的尺寸，实际测的节点板长度为40cm.