钢结构设计-24米钢屋架计算书

目录

一、设计资料 (3)

二、荷载与内力计算 (3)

1、荷载组合 (3)

2、内力计算 (3)

三、杆件截面设计 (5)

1．上弦杆 (5)

2．下弦杆 (6)

3．竖杆 (6)

4．斜腹杆 (8)

屋架杆件截面选用表 (9)

四．节点设计 (10)

1.“下弦节点b” (10)

2.“上弦节点B” (12)

3.屋脊节点“E” (13)

4．支座节点“a” (15)

一、设计资料

柱距6m ，跨度L=24m ；荷载标准值：活荷载=0.6KN m ⁄2

，恒荷载=1.0KN m ⁄2

，，屋架布置如下图所示。

二、荷载与内力计算

1、荷载组合

F d =(1.3×1.0+1.5×0.6)×3×6=42.3KN

故节点荷载取为42.3KN ，支座反力为R d =4F d =169.2KN

2、内力计算

本设计采用数解法计算出全跨荷载作用下屋架杆件的内力。其内力设计值见图，内力计算结果如表所示。

三、杆件截面设计

腹杆最大内力N =-209.39kN ，查表，中间节点板厚度选用t=8mm，支座节点板厚度选用10mm。

1．上弦杆

整个上弦不改变截面，按最大内力计算：N max=215.73KN

在屋架平面内，计算长度系数为1.0，计算长度：l ox=l=305.8cm

在屋架平面外，计算长度系数偏安全地取为2.0，计算长度：l oy=2l=

2×305.8=611.6cm

假定λx=λx=80,A=N

ϕf =215.73×103

0.687×215

=14.6m2

i x=

l ox

=

305.8

=3.82cm i y=

l oy

λy

=

611.6

80

=7.65cm

根据平面内外的计算长度，上弦截面选用2L160×16。

肢背间距a=8mm，所提供的A=98.14cm2,i x=4.89cm,i y=6.89cm

λx=l ox

x

=

305.8

=62.54<[λ]=150

λy=l oy

i y =611.6

6.89

=88.81<[λ]=150，满足()

0.736b

y

ϕ=类

双角钢T型截面绕对称轴（y）轴应按弯扭屈曲计算长细比λyz

b t =

16

0.8

=20<0.58×

l oy

b1

=0.58×

611.6

16

=38.24

λyz=λy(1+0.475b4

l oy2t2

)=88.81×(1+

0.475×164

611.62×0.82

)=100.36>λy

故由λmax=λyz=100，按b类查附表4.2得：φ=0.555

σ=N

ϕA

=

215.73×103

0.555×98.14×102

=39.61N/mm2

2．下弦杆

下弦也不改变截面，按最大内力计算：N max=226.73 kN

下弦杆为受拉构件，可只需计算面内的长细比，计算长度系数为1.0，计算长度：

l ox=l=300.0cm

选用2L160×10，提供：A=63.00cm2,i x=4.97cm

(1).刚度验算

λx=l ox

i x =300

4.97

=60.36<[λ]=350，满足

(2).强度验算

N A =226.73×103

63×102

=35.99N/mm2

3．竖杆

面内和面外的计算长度系数分别为0.8和1.0，计算长度

(1).A-a杆：N=−21.15kN,l ox=0.8l=192cm,l oy=l=240cm 取2L63*6, A=11.44cm2,i x=2.43cm，i y=3.06cm

λx=l ox

i x

=

192

2.43

=79.01<[λ]=150

λy=l oy

i y =240

3.06

=78.43<[λ]=150，满足。

b

=

63

=21<0.58×

l oy

=0.58×

2400

=24.86

λyz=λy(1+0.475b4

l oy2t2

)=78.43×(1+

0.475×5.64

2402×0.62

)=80.20>λy

故由λmax=λyz=80.20，按b类查附表4.2得：φ=0.697

σ=N

ϕA

=

21.15×103

0.697×11.44×102

=26.52N/mm2

(2).C-c杆：N=−42.3kN,l ox=0.8l=288cm,l oy=l=360cm 取2L80×6A=14.76cm2,i x=2.47cm，i y=3.73cm

λx=l ox

i x

=

288

2.47

=116.60<[λ]=150

λy=l oy

i y =360

3.73

=96.51<[λ]=150,满足。