梯形钢屋架钢33米课程设计报告材料计算书实用模板

钢结构课程设计

－、设计资料

1、已知条件：梯形钢屋架跨度33m，长度120m，柱距6m。屋架铰接于混凝土柱上，屋面采用单层彩色钢板波形瓦，屋面坡度i＝1/10。屋面活荷载标准值为0.7 kN/m2，屋架铰支在钢筋混凝土柱上，上柱截面为400 mm×400 mm，混凝土标号为C20。钢材采用Q345B级，焊条采用E50型。

2、屋架计算跨度：

Lo=33－2×0.15=32.7m，

3、跨中及端部高度：

端部高度：h`=1900mm（轴线处），h=1915mm（计算跨度处）。

屋架的中间高度h=3400mm，屋架跨中起拱按Lo/500考虑，取60mm。

二、结构形式与布置

图1 屋架形式及几何尺寸

符号说明：GWJ-（钢屋架）；SC-（上弦支撑）：XC-（下弦支撑）；

CC-（垂直支撑）；GG-（刚性系杆）；LG-（柔性系杆）

图2 屋架支撑布置图

三、荷载与力计算

1.荷载计算

荷载与雪荷载不会同时出现，故取两者较大的活荷载计算。

永久荷载标准值

钢屋架和支撑自重0.12+0.011×30=0.45kN/㎡

单层彩色钢板波形瓦0.12kN/㎡

总计0.57kN/㎡`

可变荷载标准值

屋面活荷载0.70 kN/㎡

总计0.7kN/㎡

永久荷载设计值 1.2×0.57=0.684kN/㎡

可变荷载设计值 1.4×0.7=0.98kN/㎡

2.荷载组合

设计屋架时，应考虑以下三种组合：

全跨永久荷载+全跨可变荷载

全跨节点永久荷载及可变荷载：F=(0.684+0.98) ×1.5×6=14.97kN ②全跨永久荷载+半跨可变荷载

全跨节点永久荷载：F1=0.684×1.5×6=6.156kN

半跨节点可变荷载：F2=0.98×1.5×6=8.82 kN

③全跨屋架及支撑自重+屋面板重+半跨屋面活荷载

全跨节点屋架及支撑自重：F3 =0.45×1.2×1.5×6=4.86kN

半跨大型屋面板重及活荷载：F4=(1.4×0.12+0.7×1.4) ×1.5×6= 10.33kN 3.力计算

四、杆件截面设计

腹杆最大力，N=-630.83KN ，由屋架节点板厚度参考可知：支座节点板刚度取14mm ；其余节点板与垫板厚度取12mm 。 1.上弦杆

整个上弦杆采用相同一截面，按最大力计算，N=-1264.45KN 计算长度： 屋架平面取节间轴线长度

Ox

l =1507mm

屋架平面外根据支撑，考虑到大型屋面板能起一定的支撑作用，取

上弦横向水平支撑的节间长度：

Oy

l =4521mm

根据屋架平面外上弦杆的计算长度，故截面宜选用两个不等肢角钢，且短肢相并，见图3

图 3 上弦截面

设λ=60，查轴心受力稳定系数表，ϕ=0.807 需要截面积*

A =

f

N .ϕ=10*45.1246=7287.72

mm 需要回转半径*x i =mm l ox

1.2560507.1==λ *y i =mm l ox 4.7560524.4==λ 根据需要的*A 、*

x i 、*

y i

查角钢型钢表，初选 2 L 180⨯110⨯14，

A=77932

mm ， x i =308mm ，y i =88mm 。

按所选角钢进行验算：

x λ=x ox i l =96.48308

1507=＜[λ]=150

y =y

i =41.5188=＜[λ]=150

由于 x y λλ>，只需求出y ϕ，查轴心受力稳定系数表，y ϕ＝0.847

59.1917793847.01065.12643

=⨯⨯=A N y ϕMPa<215MPa 所选截面合适。

2 .下弦杆

整个下弦杆采用同一截面，按最大力计算，N=1230.51KN 计算长度：屋架平面取节点间轴线长度Ox l =3000mm

屋架平面外根据支撑布置取Oy

l =29700/2=14850mm

计算需要净截面面积*

A =

215

1230510=f N =5723.302

mm ，选用 2 L180⨯110⨯12，因为 Oy

l >

Ox

l ,故用不等肢角钢，短肢相并，见图4。

图 4 下弦截面

A=67422

mm ， x i =31mm ，y i =87.4mm 。

x λ=x ox i l 77.9631

3000==<[λ ]=350

y λ=91.1694

.8714850==y oy i l <[λ]=350 所选截面满足要求。 3. 端斜杆Ba

已知N ＝-630.83kN ， Ox

l ＝Oy

l ＝2456mm 。因为

Ox

l ＝

Oy

l ，故采用不等肢

角钢，长肢相并，使x i ＝y i

，选用角钢2 L 140⨯90⨯10

A ＝4452.22mm ，x i ＝44.7mm ，y i

＝87.4mm

截面刚度和稳定验算：

x = 94.547.44==x i <[λ ]=150

y

λ=

66.654

.372456

==

y

oy i l <[λ ]=150 因为x y λλ> 只需求y ϕ，查表得y ϕ=0.764

46.1852

.4452764.01083.6303

=⨯⨯=A N y ϕMPa<215 MPa 所选截面满足要求。 4.再分腹杆eg-gK

此杆在g 节点处不断开，采用通长杆件。 拉力：44.151=gk N KN ， 74.115=eg N kN

压力： 52.50-=eg N kN ， 11.48-=gk N KN 计算长度：屋架平面取节点间轴线长度

Ox

l =0.8×2250=0.8×2250=1800mm

屋架平面外根据支撑布置取：

Oy

l =1ι（0.75+0.25

21

N N ）=450×（0.75+0.2552

.5011.48）=4446.3mm 选用 2 L 63⨯5，见图5。

图5 再分腹杆egK 图6中竖杆Kf

A=1228.62

mm ， x i =19.4mm ，y i =30.4mm 。

x λ=x ox i l 78.924.191800===53.9<[λ ]=150

y λ=25.1464

.303.4446==y oy i l <[λ]=150 因为x y λλ> 只需求y ϕ，查表得y ϕ=0.32，则