钢结构梯形钢屋架课程设计计算书

目录

1设计资料

2结构形式与选型

3荷载计算

4内力计算

5杆件设计

6节点设计

7 参考文献

梯形钢屋架课程设计计算书

一、设计资料：

题号：普通梯形钢屋架19号

该课程设计题目为：普通梯形屋架，该结构位于佳木斯市。

1、车间柱网布置：长度84m ；柱距6m ；跨度18m

2、屋面坡度：1：10

3、屋面材料：混凝土大型屋面板（包括灌浆）

4、荷载标准值

1）静载：

屋架及支撑自重0.3KN/m²;

SBS改性沥青油毛毡防水层0.4KN/m²；

20厚水泥砂浆找平层0.4KN/m²;

100厚水泥珍珠岩保温层0.4KN/m²

冷底子油隔气层0.05KN/m²

大型屋面板自重（包括灌缝） 1.4KN/m²

管道设备自重0.1 KN/m²2）活载：

屋面雪荷载或活荷载最大值0.65KN/m²；

积灰荷载0.5KN/m²；

屋面坡度不大，对荷载影响小，不予考虑。风荷载对屋面为吸力，重屋盖可不考虑。

5、材质Q235B钢，焊条E43XX系列，手工焊。

二、结构形式与选型

屋架形式及几何尺寸如图所示

根据厂房长度(84m>60m)、跨度及荷载情况，设置上弦横向水平支撑3道，下弦由于跨度为18m故不设下弦支撑。

梯形钢屋架支撑布置如图所示：

荷载计算表：

荷载组合方法：

1、全跨永久荷载

F＋全跨可变荷载2F

1

F1+F2=(4.118+1.47)×1.5×6=50.292kN

2、全跨永久荷载

F＋半跨可变荷载2F

1

F1=4.118×1.5×6=37.062 kN

F2=1.47×1.5×6=13.23 kN

3、全跨屋架（包括支撑）自重

F＋半跨屋面板自重4F＋半

3

跨屋面活荷载

F

2

F2=1.47×1.5×6=13.23 kN

F3=0.405×1.5×6=3.645 kN

F4=(1.85+0.91)×1.5×6=24.84 kN

计算简图如下

五、杆件设计：

复杆最大内力为326.898 KN ，查课本表7.4，选用中间节点板厚为10mm ，支座板厚为12mm 。 1.上弦杆

整个上弦杆采用相同一截面，按最大内力计算，N=-457.65KN 计算长度： 屋架平面内取节间轴线长度Ox l =1507.5mm

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 =2⨯1507.5=3015mm

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，见下图：

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=215

*807.0457650=2637.7 2

mm 需要回转半径：

*x

i =mm l ox 1.25605075.1==λ *y i =λoy l =60015.3=50.25mm

根据需要的*

A 、*

x i 、*

y i 查角钢型钢表，初选 2 L 140⨯90⨯10，

A=44602

mm ， x i =25.6mm ，y i =67.7mm 。 按所选角钢进行验算：

x λ=x ox i l =6.255.1507=58.90＜[λ]=150

y

λ=

y

oy i l =

7

.673015

=44.53＜[λ]=150 双角钢T 型截面绕对称(y)轴应按弯扭屈曲计算长细比yz λ.

43.1214

300

58.058.0.09.019b =⨯=<==b l t oy ,故应按

《钢结构》式4.15计算yz λ故 y oy t l b λλλ>=⨯⨯+⨯=+=7.0461

3009475.013.544)475.01(yz 2

24224y ）（ 由于 x y λλλ<

A ϕN =4460

*813.0457650

=126.21MPa<215MPa 所选截面合适。 填板每个节间放一块，la=75.4cm<40i=40×2.56=102.4cm 。 2 .下弦杆

整个下弦杆采用同一截面，按最大内力计算，N=466.7KN 计算长度：屋架平面内取节点间轴线长度Ox l =3000mm 屋架平面外根据支撑布置取

Oy

l =9000mm

计算需要净截面面积*A =215

7.466=f N =2170.702

mm ,选用

2L140⨯90⨯10，因为

Oy

l >Ox l ,

故用不等肢角钢，短肢相并，见下图：

A=44602

mm ， x i =25.6mm ，y i =67.7mm 。

x λ=x

ox i l 19.1176

.253000

==

<[λ ]=350

y

λ=

94.1327

.679000

==

y

oy i l <[λ]=350 所选截面满足要求。 填板每个节间放一块，la=150cm<80i=40×2.56=204.8cm 。 3. 端斜杆aB

已知N ＝-326.89kN ， Ox l ＝Oy l ＝2530mm 。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 100⨯80⨯8 A ＝27802

mm ，x i ＝31.5mm ，y i ＝34.9mm

截面刚度和稳定验算：

x λ= 32.805.312530==x ox i l <[λ ]=150

y

λ=

49.729

.342530

==

y

oy i l <[λ ]=150 因为x y λλ< 只需求x ϕ，查表得x ϕ=0.687

16.1712780

687.0326890

=⨯=A N y ϕMPa<215 MPa 所选截面满足要求。 填板放两块，la=84.5cm < 40i=40×3.15=126cm 。 4斜腹杆Bc

杆件轴力：N=238380 N

计算长度： mm l ox 4.20902613*8.0==，mm l oy 2613= 因为ox oy l l ≠，故采用不等肢角钢，长肢相并，使x i ≈y i 。 设60=λ，查Q235钢的稳定系数表，可得807.0=ϕ，则需要的截面积为

24.71108215

238380mm f N A === 需要的回转半径：