钢结构计算说明书.pdf

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1、某18m跨度车间钢屋架设计计算说明书1.材料选择根据荷载性质，钢材可采用Q345钢，要求保证屈服强度、抗拉强度、伸长率、冷弯试验及碳、硫、磷含量合格。屋架连接方法采用焊接，焊条可选用E50型，手工焊。2.屋架形式及几何尺寸因屋面采用混凝土大型屋面板，屋面坡屋i1/10，宜采用梯形屋架。屋架计算跨度应取lm18。屋架端部高度H与屋架中部高度及屋面坡度相关，我国常将H取为001.8～2.1m等较整齐的数值，以利多跨屋架时的屋面构造。现取H2m，则由坡度0i1/10，跨中H2.9m。为使屋架上弦只受节点荷载，腹杆体系采用节间为

2、3m的人字形式，屋面板传来的荷载，正好作用在节点上，使之传力更好。屋架形式及几何尺寸如图所示：3.支撑布置根据厂房长度（84m>60m）、跨度及荷载情况，设置三道上、下弦横向水平支撑。每隔12m设置一片横梁，其两端节点下有支柱。梯形钢屋架支撑布置如如图下图所示：1屋架上、下弦支撑布置图4.荷载计算屋面活荷载与雪载一般不会同时出现，可取其中较大者进行计算。屋架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）可按经验公式计算。荷载计算中，因屋面坡度较小，风荷载对屋面为吸力，对重屋盖可不考虑，所以各荷载均按水平投影面积计算。荷载计算表22荷载名称标

3、准值（kN/m）总计值（kN/m）预应力混凝土屋面板1.45三毡四油防水层0.4水泥砂浆找平层0.4永久荷载总和保温层0.63.2一毡二油隔气层0.05水泥砂浆找平层0.3积灰荷载1.2可变荷载总和施工活荷载0.71.92设计屋架时，应考虑以下三种荷载组合：3.1.全跨永久荷载+全跨可变荷载全跨节点永久荷载：FK3.21.51257.6N0全跨节点变荷载FK1.91.51234.2N13.2.全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨节点永久荷载：FK3.21.51257.6N0半跨节点可变荷载：F1.91.51

4、234.2KN23.3.全跨屋架及支撑自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载:全跨屋架及支撑自重：F,通过重力加速度acel命令，ANSYS系统自动考虑。3半跨屋面板自重：FK1.451.51226.1N4半跨屋面活荷载：F1.91.51234.2KN24.内力计算屋架在上述三种荷载组合作用下的计算图示，如图所示：3按图解法、解释法、电算法均可计算屋架各杆内力。这里要求用结构分析软件（ansys等）电算，三维结构整体建模计算。荷载可以直接以面荷载的形式加载。求出当荷载作4用于全跨及半跨各节点时的杆件内力，并求出三种

5、荷载组合下的杆件内力。取其中不利内力（正、负最大值）作为设计屋架的依据，计算成果须列表显示。分别把F,F,F,F,F加载到模型上，带入到ANSYS中去求解，可得：01234第一种组合情况F0作用下最大拉压杆F1作用下最大拉压杆单元号作用力47188195188F‐100.9699.775‐100.8899.7750F‐48.71549.088‐48.86149.0881()FF‐149.675148.863‐149.651148.86301在第一种荷载组合下，最大拉力杆为“188单元”杆，应力为148.863mpa；分析结论最大

6、压力杆为“47单元”杆，应力为‐149.675mpa。第二种组合情况F0作用下最大拉压杆F2作用下最大拉压杆单元号作用力47188232187F‐100.9699.775‐100.9688.720F‐30.24928.553‐30.24928.7122()FF‐131.209128.328‐131.209117.43202在第一种荷载组合下，最大拉力杆为“188单元”杆，应力为128.328mpa；分析结论最大压力杆为“47单元”杆，应力为‐131.209mpa。5第三种组合情况F3作用下最大拉压杆F4作用下最大拉压杆F2作用下

7、最大拉压杆单元号作用力4718747187232187F‐18.69717.369‐30.24928.712 ‐23.08521.9123F‐23.08515.605‐23.08521.912 ‐18.69715.4054F‐30.24920.448 ‐18.69715.405 ‐30.24928.7122()FFF‐72.03153.422 ‐72.03166.029 ‐72.03166.029234在第三种荷载组合下，最大拉力杆为“187单元”杆，应力为66.029mpa；分析结论最大压力杆为“47单元”杆，应力为‐72.

8、031mpa。终上所述，第一种荷载组合最不利，对应的最大拉力杆为“188单元”杆，应力为148.863mpa；最大压力杆为“47单元”杆，应力为‐149.675mpa。5、杆件截面验算单元作用力()NMx()NmmMy()NmmF‐62298