24m钢结构课程设计计算书

设计某厂房钢屋架

一、设计资料

梯形屋架跨度24m，物价间距6m，厂房长度120m。屋架支撑于钢筋混凝土柱子上，节点采用焊接方式连接，，其混凝土强度C25，柱顶截面尺寸400mm×400mm。屋面用预应力钢筋混凝土大型屋面板。上弦平面侧向支撑间距为两倍节间长度，下弦平面在柱顶和跨中各设一道纵向系杆。

屋面坡度i=1/10。刚材采用Q235B钢，焊条E43××系列，手工焊。二、屋架形式和几何尺寸

=L-300=24000-300=21000mm，端部高度取屋架的计算跨度l

=2000mm，跨中高度H=3200mm

H

三、屋盖支撑布置（见图1）

四、荷载计算

⒈永久荷载：预应力钢筋混凝土屋面板（包括嵌缝）／m2

防水层（三毡四油上铺小石子） KN／m2

找平层（20mm厚水泥砂浆）×20= KN／m2

保温层（泡沫混凝土）厚40mm ／m2

钢屋架及支撑重 +×24=／m2

合计／m2

⒉可变荷载：屋面荷载／m2

雪荷载／m2

由于可变荷载和雪荷载不能同时达到最大，因此去他们中的较大值。取 KN ／m2

五、屋架杆件内力计算与组合

永久荷载分项系数，可变荷载分项系数.

⒈荷载组合：

⑴全跨恒载＋全跨活载

⑵全跨恒载＋半跨活载

⑶全跨屋架，支撑自重＋半跨屋面板重＋半跨活载

⒉节点荷载：

=×××6=

永久荷载 F

1

可变荷载 F

2

=×××6=

⒊屋架杆件内力计算

表一屋架构件内力组合表（单位：KN）见表1

六、屋架杆件设计

支座斜杆的最大内力设计值为 KN，查表，中间节点板厚度选用10mm，支座节点板厚度选用12mm。

⒈上弦杆

上弦采用等截面，按N=， FG杆件的最大设计内力设计。上弦杆计算长度：

平面内：l

ox =l

o

=1507mm；在屋架平面外，根据支撑和内力变化情况，取l

oy

=2×

l

=3014mm。

假设λ

x =λ

y

=120，查表得φ=。取强度设计值f=215 N／mm2，

则需要的截面面积：

A=N∕φf=572280∕×215=3544mm2= cm2需要回转半径：

i x =l

ox

∕λ=1507∕70=i

y

= l

oy

∕λ=1507×2∕70=43mm

根据需要的A、i

x

，查角钢型钢表，

选用2∟125×80×10，A=，i x =，i y =,a=10mm 。 按所选角钢进行验算：

λx = l ox ∕i x =1507∕×10)= ＜ [λ]=150

λy = l oy ∕i y =3014∕×10)= ＜ [λ]=150 满足长细比要求。

σ=N/A=572280∕×102)= N ／mm 2﹤ f=215 N ／mm 2 ， 满足截面要求。 ⒉下弦杆：

下弦采用等截面，按de 杆件的最大设计内力值，N=；下弦杆计算长度：平面内：l ox =l o =3000mm ；在屋架平面外，根据支撑和内力变化情况，l oy =l 0=6000mm ，根据屋架平面外上弦杆的计算长度，需要的截面： A=N/f=×103/215=，

选用2∟125×80×7，A=，i x =， i y =。 λx = l ox ∕i x = 300∕=﹤[λ]=350 λy = l oy ∕i y =600∕= ﹤ [λ]=350 满足长细比要求。

σ=N/A φ= N ／mm 2﹤ f=215 N ／mm 2满足截面要求。

⒊端斜杆：因屋架对称结构以下只设计了左半跨的杆件，右半跨的杆件与左半跨的相同。 ⑴Ba 杆

杆件轴力N=, l ox =， l oy =l= 需要的截面积：A=N/f=

查角钢型钢表，选用2∟100×10：

A=＞ cm2，i

x =，i

y

=。

按所选角钢进行验算：

λ

x =l

ox

∕i

x

= ＜ [λ]=350

λ

y = l

oy

∕i

y

= ＜ [λ]-350

σ=N/Aφ

x

=／mm2﹤ f=215 N／mm2满足截面要求。

⑵He杆

杆件轴力N=KN，l

ox =，l

oy

=。

查角钢型钢表，选用2∟63×6：

A=，i

x =，i

y

=。

按所选角钢进行验算：

λ

x =l

ox

∕i

x

= ﹤ [λ]=150

λ

y = l

oy

∕i

y

= ﹤ [λ]=150 满足长细比要求。

σ=N/Aφ

x

= N／mm2 ﹤ f=215 N／mm2满足截面要求。

⒋再分式腹

无。

屋架杆件截面选用表

七、填板设计

填板厚度等于节点板厚度等于10mm,用填板连接的双角钢构件，可按实腹式构件进行计算，但填板间的距离不应超过

受拉杆件80i

受压杆件40i

T形截面i为单个角钢对与填板平行的形心轴的回转半径，十字形截面i为单个角钢的回转半径i v。填板尺寸：厚度=10mm（节点板厚度），宽度b=50~80mm，保证b≥8h f＋2h f（最小焊缝长度），h f可按构造要求选用。高度T形截面，h=角钢连接边宽度＋2（10~15）mm，即填板伸出角钢连接边10~15mm，受压构件除了满足l1≤40i，在构建两个侧向支撑点间的填板数不应小于2个。

⒈上弦杆

AB （零杆）设置两块填板

BC （压杆）l a=∕2=＜40i=设置两块填板

CD （压杆）l a=∕2=＜40i=设置两块填板

DE （压杆）l a=∕2=＜40i=设置两块填板

EF （压杆）l a=∕2=＜40i=设置两块填板

FG （压杆）l a=∕2=＜40i=设置两块填板

GH （压杆）l a=∕2=＜40i=设置两块填板

HI （压杆）l a=∕2=＜40i=设置两块填板

⒉下弦杆

ab（拉杆）l a=285cm∕2=＜80i=设置两块填板

bc（拉杆）l a=285cm∕2=＜80i=设置两块填板

cd（拉杆）l a=285cm∕2=＜80i=设置两块填板

de（拉杆）l a=285cm∕2=＜80i=设置两块填板

⒊斜腹杆

Ba l a=∕3=<40i=122设置两块填板

Bb l a=∕3=<80i=设置两块填板

Db l a=∕3=<40i=122设置两块填板

Dc l a= ∕3=<80i=设置两块填板

Fc l a= ∕3=<40i=122设置两块填板

Fd l a= cm∕3=<80i=设置两块填板

Hd l a= ∕3=113.<80i=设置两块填板

He l a= ∕3=<40i=122设置两块填板

八、屋架节点设计

刚材采用Q235B钢，焊条E43，f w f=160,手工焊。t1角钢厚度，t2节点板厚度。