24米钢屋架计算书绝对实用

钢屋架设计—计算书

一、设计资料

厂房总长度120m,檐口高度15m。厂房为单跨结构,内设两台中级工作制桥式吊车。

拟设计钢屋架简支于钢筋混凝土柱上，混凝土等级为C30。柱顶截面尺寸为400mm x 400mm。钢屋架设计不考虑抗震设防。

二、选题

厂房柱距选择：6m

屋架形式：D，如图，跨度=24m。

图

荷载取值：

永久荷载

防水层（三毡四油上小石子） kN/m2

找平层（2cm厚水泥砂浆） kN/m2

保温层（8cm厚泡沫混凝土） kN/m2

一毡二油隔气层 KN/m2

预应力混凝土大型屋面板 kN/m2

钢屋架及支撑重（+×24）= kN/m2

悬挂管道： m2

小计∑ kN/m2

可变荷载

雪荷载（第三组） kN/m2

屋面活荷载 m2

积灰荷载 m2

三、钢材选择及焊接方法和焊条型号

钢材选择：Q235

焊条选择：E43型，手工焊

四、屋盖支撑系统布置图

本屋盖为无檩盖房，i=10，为平坡梯形屋架。屋架计算长度为L。=L-300mm=23700mm，端部高度，中部高度和屋盖杆件几何尺寸见施工图（跨中起拱按L/500考虑）。上、下弦横向水平支撑、垂直支撑和系杆布置见图。因连接孔和连接零件上有区别，图中分别给出了W1，W2和W3三种编号。

五、荷载计算

在荷载计算中，因屋面坡度较小，风荷载对屋面为吸力，对重屋盖可不考虑。各荷载均按水平投影面积计算。

永久荷载设计值： kN/m2

可变荷载设计值,取活载和雪荷载中的较大值：（+）=m2

荷载组合

考虑以下三种荷载组合：

（1）组合一：全跨永久荷载+全跨可变荷载

屋架上弦节点荷载：F=（+）××6=

（2）组合二：全跨永久荷载+半跨可变荷载

全跨永久荷载：F=××6=

半跨可变活荷载：F=××6=

（3）组合三：全跨屋架与支撑+半跨屋面板+半跨屋面活荷载

全跨屋架和支撑自重产生的节点荷载：F=××6=

半跨屋面板及活载产生的节点荷载：F=（+）××6=

以上1），2）为使用阶段荷载组合;3）为施工阶段荷载组合。

六、内力计算

按力学求解器计算杆件内力，然后乘以实际的节点荷载，屋架要上述第一种荷载组合作用下，屋架的弦杆、竖杆和靠近两端的斜腹杆内力均达到最大值，在第二和第三种荷载作用下，靠跨中的斜腹杆的内力可能达到最大或发生变号，因此，在全跨荷载作用下所有杆件的内力均应计算，而在半跨荷载作用下，仅需计算近跨中的斜腹杆内力，取其中不利内力（正、负最大值）作为屋架斜腹杆设计的依据。具体数值见表1内力计算表。

图全跨荷载布置图

图左半跨荷载布置图

图右半跨荷载布置图

内力计算表

表1

杆件名称杆内力系数组合

一F=

组合二

F=

组合三

F=

计算内力

KN P=1

竖 杆

9

29

31

35

38

0．

65

七、杆件截面设计 1、上弦杆截面计算

整个上弦杆采用同一截面，按最大内力计算N = （压力），查《钢结构设计手册》，节点板厚度选用14mm ，支座节点板厚度选用16mm 。 计算长度 屋架平面内取节间轴线长度cm l x 8.1500= 屋架平面外根据支撑和内力变化取cm l y 0.3000.15020=⨯=

因为y x l l 002≈，故截面宜选用两个不等肢角钢，且短肢相并。如图

所示。

设60=λ，查表 807.0=ϕ

需要截面积 图上弦截面

mm f N A 3.4443215

807.01094.7703

=⨯⨯==ϕ

需要回转半径

cm l i x

x 51.260

1508

0===λ cm l i y y 00.56030000===λ 根据需要的A 、 i x 、i y ，查角钢型钢表，选用2∟10100160⨯⨯，A = 50.6

c ㎡ , i x = 2.85 cm , i y = 7.78cm 。

按所选角钢进行验算

9.5285.28.1500===x x x i l λ，56.3878.700.3000===y y y i l λ

满足长细比：150][=λ的要求。

由于y x λλ>只需求出x ϕϕ=min ，查轴心受压构件的稳定系数表，842.0=x ϕ

=σ223

/215/95.1805060

842.01094.770mm N f mm N A N x =<=⨯⨯=ϕ

所选截面合适。 2、下弦杆截面计算 整个杆件采用同一截面，按

最大内力计算，N = （拉力）

计算长度 屋架平面内取节间轴线长度cm l x 3000= 屋架平面外根据支撑布置取cm l y 11850= 计算需要净截面面积

23

12.3567215

1093.766mm f N A n =⨯== 图 下弦截面

选用2∟140×90×8（短肢相并），见图所示，A =36.00 c ㎡ , i x = 2.59 cm , i y =4.50cm

按所选角钢进行截面验算，取A A n =。

350

][8.11559

.23000=<===λλx x i l

350][33.26350

.41185

0=<==

=

λλy

y i l =σ223

/215/4.2133600

1093.766mm N f mm N A N =<=⨯=

所选截面满足要求。 3、斜腹杆截面计算 ① 斜腹杆 28

N = (压力)，l 0x = l 0y = l =254.3cm

因为l 0x = l 0y ，故采用不等肢角钢，长肢相并，使i x = i y