钢结构课程设计计算说明书

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1、一、荷载计算永久荷载（设计值）：预应力混凝土屋面板1.45kN/m2×1.35=1.96kN/m2三毡四油（上铺绿豆砂）防水层0.40kN/m2×1.35=0.54kN/m2水泥砂浆找平层0.40kN/m2×1.35=0.54kN/m2保温层0.70kN/m2×1.35=0.95kN/m2一毡二油隔气层0.05kN/m2×1.35=0.07kN/m2水泥砂浆找平层0.30kN/m2×1.35=0.41kN/m2屋架和支撑自重（0.12+0.011×16）×1.35=0.40kN/m2管道荷载0.10kN/m2×1.35=0.1

2、35kN/m2合计5.005kN/m2可变荷载：施工荷载和雪荷载不同时考虑，而是取两者的较大值。屋面活荷载0.70kN/m2×1.4=0.98kN/m2积灰荷载0.70kN/m2×1.4=0.98kN/m2合计1.96kN/m2屋面坡度不大，对荷载影响小，未予考虑。风荷载对屋面为吸力，重屋盖可不考虑。二、荷载组合本设计按全跨荷载的永久效应组合：5.005+0.7×0.98+0.9×0.98=6.573kN/m2本设计为16m跨度，取5等分，即每单跨3.2m，根据结构布置，存在两种形式的节点荷载，即6m×3.2m和6m×1.6m

3、，分别计算其大小。Fd=6.573×6×3.2=126.20kNFd=6.573×6×1.6=63.10kN内力计算利用ansys软件，计算出各节点的杆件内力，得出最大拉力杆件值为596.10kN；最大压力在杆件值为606.87kN。第7页共7页三、杆件截面设计根据腹杆最大内力值,由屋架节点板厚度参考可知：支座节点板厚度取14mm；其余节点板与垫板厚度取12mm。1、上弦杆整个上弦采用等截面，杆件内力最大设计。N=-606.87kN=-606870N上弦杆计算长度：在桁架平面内，为节间轴线长度：l0x=160.8cm在桁架平面

4、外、根据支撑布置和内力变化情况，取：l0y=3×160.8=482.4cm因为，估截面宜选用两个不等肢角钢，断肢相并。设=60，查轴心受力稳定系数表，=0.807需要截面积===3497.71需要回转半径===根据需要的、、查角钢型钢表，初选2L18011012，A=6742，=31mm，=87.5mm按所选角钢进行验算：==＜[λ]=150==＜[λ]=150第7页共7页截面在和平面皆属类，由于，只需求出，查轴心受力稳定系数表，＝0.850==105.91MPa<215MPa所选截面合适。2、下弦杆整个下弦杆采用同一截面，按

5、最大内力计算，N=596.10kN计算长度：屋架平面内取节点间轴线长度=3200mm屋架平面外根据支撑布置取=15700/2=7850mm计算需要净截面面积==2772.56，选2L18011012，因为>，故用不等肢角钢，短肢相并。A=6742，=31mm，=87.4mm。=<[]=350=<[]=350所选截面满足要求。四、节点设计设计步骤：由腹杆内力计算腹杆与节点板连接焊缝的尺寸，即和，然后根据的大小按比例绘出节点板的形状和尺寸，最后验算下弦杆与节点板的连接焊缝。用E43焊条时，角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值MPa第

6、7页共7页各杆件内力由点算结果查得下弦节点（1）斜杆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：mm，取＝200mm肢尖：，取＝140mm斜杆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：，取＝180mm肢尖：=98.89+12=110.89mm，取＝110mm（3）竖杆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=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

7、节点板尺寸为350mm×470mm。（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=521.17-85.4775=435.69KN，设肢尖与肢背的焊脚尺寸为6mm，所需焊缝长度为470mm,受力较大的肢背处的焊缝应力为：<160MPa（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误差，按比列作出构造详图，从而定出节点尺寸。第7页共7页上弦节点（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。N=-606.939KN（2）斜杆Ba与节点板连接焊缝计算设肢背与与肢尖

8、的焊脚尺寸分别为10mm和6mm。所需焊缝长度为肢背：,取=210mm肢尖：，取＝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