梯形屋架设计-实例

14 梯形屋架设计计算书 目 录 2第一章：设计资料 2第二章：结构形式与布置 22.1 柱网布置 22.2屋架形式及几何尺寸 32.3支撑布置 4第三章：荷载计算及杆件内力计算 43.1屋架荷载计算 43.2屋架杆件内力系数 53.3杆件内力组合 6第四章：屋架杆件截面选型 64.1杆件截面选型 8第五章：屋架杆件焊缝计算 85.1腹杆焊缝计算 85.2下弦杆焊缝计算 85.3上弦杆角钢尖焊缝计算 9第六章：屋架节点设计 96.1下弦拼接节点k 96.2上弦拼接节点K 96.3下弦一般节点c 106.4上弦一般节点B 106.5支座节点a 12第七章：角钢杆件填板间距与形心距计算 第一章：设计资料 某单跨单层厂房，跨度L＝24m，长度54m，柱距6m，厂房内无吊车、无振动设备，屋架铰接于混凝土柱上，屋面采用1.5*6.0m太空轻质大型屋面板。钢材采用Q235－BF，焊条采用E43型，手工焊。柱网布置如图2.1所示，杆件容许长度比：屋架压杆【 】＝150 屋架拉杆【 】＝350。 第二章：结构形式与布置 2.1 柱网布置 图2.1 柱网布置图 2.2屋架形式及几何尺寸 由于采用大型屋面板和油毡防水屋面，故选用平坡梯形钢屋架，未考虑起拱时的上弦坡度i＝1/10。屋架跨度l＝24m，每端支座缩进0.15m，计算跨度l0＝l－2*0.15m＝23.7m；端部高度取H0＝2m，中部高度H＝3.2m；起拱按f＝l0/500，取50mm，起拱后的上弦坡度为1/9.6。 配合大型屋面板尺寸（1.5*6m），采用钢屋架间距B＝6m，上弦节间尺寸1.5m。选用屋架的杆件布置和尺寸如施工图所示。 图2.2 屋架的杆件尺寸 2.3支撑布置 由于房屋较短，仅在房屋两端5.5m开间内布置上、下弦横向水平支撑以及两端和中央垂直支撑，不设纵向水平支撑。中间各屋架用系杆联系，上下弦各在两端和中央设3道系杆，其中上弦屋脊处与下弦支座共三道为刚性系杆。所有屋架采用统一规格，但因支撑孔和支撑连接板的不同分为三个编号：中部6榀为WJ1a ,设6道系杆的连接板，端部第2榀为WJ1b，需另加横向水平支撑的的连接螺栓孔和支撑横杆连接板；端部榀（共两榀）为WJ1c。 图2.3 上弦平面 图2.3下弦平面与剖面 第三章：荷载计算及杆件内力计算 3.1屋架荷载计算 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 3.1 屋架荷载计算表 分类 荷载项目名称 荷载大小（KN/m​​​​​​​​​​​​​​​​2​） 组合系数（KN/m​​​​​​​​​​​​​​​​2​） 组合值（KN/m​​​​​​​​​​​​​​​​2​） 恒 载 1 大型屋面板 0.85 1.35 1.148 2 防水层 0.10 0.135 3 屋架及支撑自重 0.15 0.203 4 悬挂管道 0.05 0.068 和 ―― 1.15 1.553 活载 屋面活荷载 0.5 1.4 0.70 总荷载 ―― ―― ―― 2.25 3.2屋架杆件内力系数 屋架上弦左半跨单位节点荷载作用下的杆件内力系数经计算如图所示。屋架上弦左半跨单位节点荷载、右半跨单位节点荷载、全跨单位节点荷载作用下的屋架左半跨杆件的内力 系数kL、kR、k（＝kL＋kR）按图3.1所示，并已抄入表3.2中。 图3.1 屋架内力系数图 3.3杆件内力组合 eq \o\ac(○,1) 组合一―――全部恒、活荷载 全部恒、活荷载：q=2.25KN/m2，F=2.25*1.5*6=20.25KN, 杆件组合内力 N1=20.25k（KN） eq \o\ac(○,2) 组合二―――全跨恒荷载、半跨活荷载（相应于全垮恒、活荷载减去半跨活荷载）活荷载：q=0.7KN/m2，F=0.7*1.5*6=6.3KN, 杆件组合内力 N2= N1－6.3kL,R （KN） eq \o\ac(○,3) 组合三―――全跨屋架和支撑重、半跨屋面板重和活荷载： 屋架和支撑重：q=0.15*1.35＝0.20KN/m2，F=0.2*1.5*6=1.8KN, 活荷载：q=1.0*1.35+0.7＝2.05KN/m2，F=2.05*1.5*6=18.45KN, 杆件组合内力 N3= 1.8k+18.45 kL,R （KN） 杆件内力组合见表3.2，其中第二、三组合对个别kL 、kR正负号的杆件计算，因为这种情况下第二、三组合的弦杆左右节间内力差△N（设计弦杆焊缝用）将大于第一组合的△N。 表3.2 屋架杆件内力组合表 杆件 内力系数 组合一 组合二 组合三 内力设计值 全恒活 全恒＋半活 全垮屋架和支撑重 半跨屋面板重和活荷载 K kL、kR N1=20.25k (1) 6.3kL(kR) (2) N2 (1)-(2) 1.8k (3) 18.45 kL(kR) (4) N3 (3)+(4) N 上弦杆 AB 0 0 0 0 BD -8.729 -6.253 -2.476 -176.762 -176.762 DF -13.522 -9.036 -4.486 -273.821 -273.821 FH -15.227 -9.152 -6.075 -308.347 -57.658 -38.273 -250.68 -27.074 -27.409 -168.854 -112.084 -196.26 -139.49 -308.347 HK -14.724 -7.362 -7.362 -298.161 -46.381 -46.381 -251.78-251.78 -26.503 -135.829 -135.829 -162.33 -162.33 -298.161 下弦杆 ac 4.739 3.489 1.250 95.965 95.965 ce 11.524 7.999 3.525 233.361 233.361 eg 14.621 9.324 5.297 296.075 58.741 33.371 237.33 260.70 26.318 172.028 97.730 198.346 124.047 296.075 gk 15.132 8.416 6.716 306.423 53.021 42.311 253.40 264.11 27.238 155.275 123.91 182.513 151.148 306.423 斜杆 aB -8.872 -6.532 -2.340 -179.658 -179.658 Bc 6.779 4.667 2.112 137.275 137.275 cD -5.424 -3.395 -2.029 -109.836 -109.836 De 3.683 1.892 1.791 74.581 74.581 eF -2.486 -0.697 -1.789 -50.342 -50.342 Fg 1.101 -0.456 1.557 22.295 -2.873 9.809 25.168 12.486 1.982 -8.413 28.727 -6.431 30.708 -6.431 30.708 gH 0.038 1.560 -1.522 0.7695 9.828 -9.589 -9.059 10.358 0.068 28.782 -28.081 280.850 -28.013 28.850 -28.013 Hk -1.096 -2.474 1.378 -22.194 -15.586 8.681 -6.608 -30.875 -1.973 -45.645 25.424 -47.618 23.451 -47.618 23.451 竖杆 Aa -0.5 -0.5 0 -10.125 -10.125 CcGgEe -1.0 -1.0 0 -20.25 -20.25 Kk 1.966 0.983 0.983 39.812 39.812 支座反力R 8 6.025 1.975 162.00 162.00 第四章：屋架杆件截面选型 由表3.2知，腹杆最大内力N＝-179.658KN，查得采用节点板厚t＝8mm，但支座节点板加厚为12mm。 4.1杆件截面选型 上弦杆AK为受压杆，先假设 ，b类截面 ＝0.714，f＝215N/mm2， A＝N/ f＝308347N/0.714*215N/mm2＝2008.644mm2， =1508/90=16.75mm, =3016/90=33.51mm 查课本 上册 三年级上册必备古诗语文八年级上册教案下载人教社三年级上册数学 pdf四年级上册口算下载三年级数学教材上册pdf 附表四，选用L100*80*6，短肢相并双角钢。各杆件选型均按此法，计算数据如表4.1、4.2，选型见表4.3。 表4.1 受拉杆件截面选型及强度验算表 杆类 杆号 内力 所需截面积 l0x l0y ix iy 截面选型 截面积 ix iy 应力＜215 满足要求 压 杆 等 肢 a B -179.658 -1694.887 2539 2539 23.082 23.082 L75*6 1760 23.1 34.6 109.913 73.382 109.913 0.493 867.680 -207.056 c D -109.836 -1036.189 2298 2873 20.891 26.118 L63*5 1228 19.4 28.9 118.454 99.412 118.454 0.447 548.916 -200.096 e F -50.342 -474.925 2506 3132 22.782 28.473 L63*5 1228 19.4 28.9 129.175 108.374 129.175 0.392 481.376 -104.579 H k -47.618 -449.226 2179 3399 19.809 30.900 L63*5 1228 19.4 28.9 112.320 117.612 117.612 0.453 556.284 -85.600 A a -10.125 -95.519 2015 2015 18.318 18.318 L56*5 1082 17.2 26.2 117.151 76.908 117.151 0.453 490.146 -20.657 C c -20.250 -191.038 1840 2300 16.727 20.909 L56*5 1082 17.2 26.2 106.977 87.786 106.977 0.511 552.902 -36.625 E e -20.250 -191.038 2080 2600 18.909 23.636 L56*5 1082 17.2 26.2 120.930 99.237 120.930 0.432 467.424 -43.323 G g -20.250 -191.038 2320 2900 21.091 26.364 L56*5 1082 17.2 26.2 134.884 110.687 134.884 0.365 394.930 -51.275 表4.2 受压杆件截面选型及强度验算表 杆类 杆号 内力 所需截面积 截面选型 截面积 ix iy 应力＜215 满足要求 拉 杆 等 肢 B c 137.275 638.488 L45*4 698 13.8 21.6 152.029 121.389 196.669 D e 74.581 346.888 L45*4 698 13.8 21.6 166.522 133.009 106.850 F g 30.708 142.828 L45*4 698 13.8 21.6 181.594 145.000 43.994 g H 28.850 134.186 L45*4 698 13.8 21.6 197.029 157.361 41.332 K k 39.812 185.172 L45*4 698 13.8 21.6 208.696 133.333 57.037 表4.3 屋架杆件截面选型表 杆件 内力设计值（KN） 几何长度l(mm 计算长度（mm） 截面形式及规格 A 回转半径 mm 长细比 稳定系数 应力设计值 l0x l0y ix iy 弦杆 AK -308.347 1508 1508 3016 L100*80*6 2120 24.0 46.1 62.83 65.42 0.780 186.47 ak 306.423 3000 3000 11850 L90*56*5 1442 15.9 44.7 188.68 265.1 212.50 斜杆 aB -179.658 2539 2539 2539 L90*56*7 1966 15.7 23.2 23.4 109.44 0.499 -207.05 Bc 137.275 2622 2098 2622 L45*4 698 13.8 21.6 21.6 121.389 196.669 cD -109.836 2873 2298 2873 L63*5 1228 19.4 28.9 118.454 99.41 0.447 -200.09 De 74.581 2873 2298 2873 L45*4 698 13.8 21.6 166.522 133.009 106.850 eF -50.342 3132 2506 3132 L63*5 1228 19.4 28.9 129.175 108.374 0.392 -104.579 Fg -6.431 30.708 3132 2506 3132 L45*4 698 13.8 21.6 181.594 145.00 43.994 gH 28.850 -28.013 3399 2716 3399 L45*4 698 13.8 21.6 197.029 157.361 41.332 Hk -47.618 23.451 3399 2719 3399 L63*5 1228 19.4 28.9 112.32 117.612 0.453 -85.6 竖杆 Aa -10.125 2015 2015 2015 L56*5 1082 17.2 26.2 117.151 76.91 0.453 -20.657 Cc -20.25 2300 1840 2300 L56*5 1082 17.2 26.2 106.977 87.786 0.511 -36.625 Ee -20.25 2600 2080 2600 L56*5 1082 17.2 26.2 120.930 99.237 0.432 -43.323 Gg -20.25 2900 2320 2900 L56*5 1082 17.2 26.2 134.884 110.687 0.365 -51.275 Kk 39.812 3200 2880 L45*4 698 13.8 21.6 208.696 133.33 57.037 注： eq \o\ac(○,1)节点板t＝8mm，（腹杆最大内力Nmax＝-179.658KN）； eq \o\ac(○,2)f＝215N/mm2；压杆【 】＝150，拉杆【 】＝350； 第五章：屋架杆件焊缝计算 5.1腹杆焊缝计算 表5.1 腹杆焊缝计算表 杆件 内力设 计值 N(KN) 需要焊缝（mm2） 采用焊缝（mm）计算时lw按表值－10mm 双角钢焊缝计算 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 （ffw=160N/mm2） hf1lw1= N/320 (N/344.6) hf2lw2hf2lw2= N/746.7 (N/640) hf1-lw1 hf2-lw2 斜 杆 aB -179.658 561.431 240.603 6－105 5－50 Bc 137.275 428.984 183.842 6－80 5－80 cD -109.336 343.238 147.095 5－80 5－80 其他 ＜112 ――― ――― 5－80 5－80 竖杆 ＜112 ――― ――― 5－80 5－80 5.2下弦杆焊缝计算 表5.2 下弦杆焊缝计算表 节点 N1 (KN) N2 (KN) △N (KN) 需要焊缝（mm2） 采用焊缝≥（mm）计算时lw按表值－10mm △N组合和 说明 关于失联党员情况说明岗位说明总经理岗位说明书会计岗位说明书行政主管岗位说明书 hf1lw1= N/298.7 hf2lw2= N/896 “—”表示hflw＜500mm2，用角焊缝≥5－100或6－95 hf1-lw1 hf2-lw2 a 0 95.965 95.965 321.276 107.104 5－110 5－110 第一组合 c 95.965 233.361 137.396 459.980 153.344 5－110 5－110 第一组合 e 233.361 296.075 62.714 209.956 69.993 5－110 5－110 第一组合 g 124.047 151.148 27.101 90.73 30.247 5－110 5－110 第三组合 k 306.423 306.423 45.96 153.867 51.295 5－95 5－95 每侧焊缝按0.15Nmax（＞第三组合△N） 5.3上弦杆角钢尖焊缝计算 表5.3 上弦杆角钢尖焊缝计算表 节点 N1 (KN) N2 (KN) △N (KN) 需要焊缝（mm2） 采用焊缝hf2（mm）= 采用焊缝hf2（mm） △N组合和说明 l lw=l-10 “—”表示hflw＜500mm2， 用角焊缝≥5－100或6－95 B 0 -176.762 176.762 245 235 5.65 6 第一组合 D -176.762 -273.821 97.059 235 225 3.34 5 第一组合 F -273.821 -308.347 34.526 220 210 1.33 5 第一组合 H -196.263 -162.332 33.931 205 195 1.49 5 第三组合 K -298.161 298.161 44.724 － － － － 每侧焊缝按0.15Nmax（＞第三组合△N） 注： eq \o\ac(○,1) 上弦杆L100*80*6，b=80mm, z0=21.2mm, e=b-z0=60.3mm,取用65mm； eq \o\ac(○,2) 焊缝长度l按画节点图时为满足腹杆焊缝长度所确定得节点板实际宽度（中节点K的l略经放大使求得的hf2较为合理）。 第六章：屋架节点设计 6.1下弦拼接节点k 下弦杆为L90*56*5，拼接角钢用相同规格。角钢t＝5mm，拼接角钢焊缝位于角钢尖，用hf＝5mm，焊缝为：lw=[N]/4*0.7hf* ffw=491060 N/4*0.7*5mm*160N/mm2=219.22mm,取220mm，采用拼接角钢半长L=2(lw+2hf)+b=2*(220+2*5)+20=480mm,扣除半缝宽5mm和正反面焊口各10mm后，焊缝计算长度为纵向470mm＞220mm，满足要求。 拼接角钢水平肢宽90mm，故采用斜切，安装螺栓位置考虑以后连横向水平支撑时可以应用，其与斜切边的边距经检查足够。 拼接角钢竖肢原宽56mm，为焊缝需切肢：△＝t+hf+5=5+5+5=15mm,切后余高h－△＝56-15＝41mm，端部直切。因高度已较小，竖肢上不再用安装螺栓。 6.2上弦拼接节点K 上弦杆起拱后坡度1/9.6，端部取直切，截面为L100*80*6，拼接角钢用相同规格，热弯成型，角钢t＝5mm，拼接角钢焊缝位于角钢尖，用hf＝5mm，焊缝为：lw=[N]/4*0.7hf* ffw=308347 N/4*0.7*5mm*160N/mm2=137.655mm,取300mm，焊缝计算长度为300mm＞2*137.655＝275.31mm，满足要求。 拼接角钢竖肢原宽80mm，为焊缝需切肢：△＝t+hf+5=6+5+5=16mm,实用20mm，切后余高h－△＝80-15＝65m，端部直切。 6.3下弦一般节点c Bc杆： hf1=6mm, hf2=6mm 焊缝长度：肢背：lw1=0.7N/2heffw=0.7*137.275*103/(2*0.7*6*160)=71.50mm,取80mm； 肢尖：lw2=0.3N/2heffw=0.3*137.275*103/(2*0.7*6*160)=30.64mm,取80mm； cD杆： hf1=5mm, hf2=5mm 焊缝长度：肢背：lw1=0.7N/2heffw=0.7*109.836*103/(2*0.7*5*160)=68.64mm,取80mm； 肢尖：lw2=0.3N/2heffw=0.3*109.836*103/(2*0.7*5*160)=29.42mm,取80mm； Cc杆为竖杆，N=-20.25KN很小，焊缝长度也按构造取80mm。 （其余下弦节点按此 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 计算腹杆焊缝见表5.2 下弦杆焊缝计算表。） 由上求得长度确定节点板尺寸240mm*320mm,下弦节点连接焊缝长度为32.0cm，hf=5mm, △N＝233.361－95.965＝133.396KN, 受力较大的肢背处的剪应力为 0.75*137396/【2*0.7*5*（320-10））】＝47.49N/mm2＜ffw＝160 N/mm2， 焊缝强度满足要求。 6.4上弦一般节点B BC杆与节点板的焊缝尺寸和节点“c”相同： aB杆： hf1=6mm, hf2=5mm 焊缝长度：肢背：lw1=0.7N/2heffw=0.7*179.658*103/(2*0.7*6*160)=93.57mm,取105mm； 肢尖：lw2=0.3N/2heffw=0.3*179.658*103/(2*0.7*5*160)=40.10mm,取50mm； 为了便于在上弦搁置屋面板，节点板的上边缘可缩进上弦肢背8mm，用塞焊缝把上弦角钢和节点板连接起来（详见施工图），塞焊缝做两条焊缝计算，焊缝设计强度值应乘以0.8的折减系数。计算时可略取屋架上弦坡度的影响，而假定集中荷载P与上弦垂直。 （其余上弦节点按此方法计算腹杆焊缝见表5.3 上弦杆角钢尖焊缝计算表。） 验算强度如下： 肢背塞焊缝 hf1=1/2*节点板厚＝00.5*8＝4mm,按构造取5mm，上弦与节点板间（满焊焊缝长度为245mm。 ＝ ＝82.73N/mm2＜0.8*ffw＝128 N/mm2， 焊缝强度满足要求。 肢尖焊缝 hf1=6mm,上弦与节点板间（满焊）焊缝长度为245mm。 ＝ ＝27.27N/mm2＜ffw＝160 N/mm2， 焊缝强度满足要求。 6.5支座节点a 屋架支座中线缩进轴线（柱外边线）150mm，柱宽400mm，支座底板三面与柱边留距离10 mm，内侧面按对称，故底板尺寸为2a*2b,a=140 mm,b=190 mm,锚栓采用2M24，位置和锚栓孔尺寸如图。支座中心处设加劲肋90*10，加劲肋外侧离锚栓垫板边c=14 mm. 6.5.1 底板计算 为了便于施焊，下弦杆角钢水平肢的底面与支座底板的净距离取160mm，在节点中心线上设置加劲肋，加劲肋的高度与节点板高度相等，厚度为10mm。 计算时底板尺寸偏安全仅按节点板加劲肋范围，加劲肋以外部分底板刚度较差，认为受反力较小而忽略，故底板尺寸按2a=2*140 mm,2b1=2*95mm。支座反力R=162.0KN, 底板压应力为：p＝R/（2a*2b1）=162.0*103/(280*190)=304 N/ mm2＜fce=10 N/ mm2； 上式中fce为柱混凝土强度等级为C20时的轴心抗压强度设计值。 节点板和加劲肋将底板分隔为四个a*b1=140*95 mm,两相邻边支承区格，确定底板厚度如下： a1= ， 查设计指导书表4弯矩系数 ； 两相邻支撑板单位板宽最大弯矩： , 底板厚： ，选底板厚度15mm(安全考虑)。 6.5.2 节点板、加劲肋与底板的连接焊缝计算 ∑lw=2a+2(b- -2c-)60mm=2*140+2(190-10-2*15)-60=280+300-60=580-60=520mm, =162.0*103/(1.22*0.7*520*160)=2.28mm, 按构造 ，因此hf＝6mm。 6.5.3加劲肋及其焊缝计算 加劲肋与连接板间的焊缝可近似的按照传递支座反力四分之一计算，并考虑焊缝偏心受力。节点板高度373mm，加劲肋90*10*373mm，切角后净高h0＝373－15＝358mm（通常情况这个高度都较大，故加劲肋强度和竖焊缝都可不必计算）。每块加劲肋的两条焊缝承受的内力为：V=R/4,合力作用于切角15mm后净宽90－15＝75mm的中点： V= R/4=162.0/4=40.5KN; e＝15+75/2＝52.5mm； M=Ve＝40.5*52.5KN*mm 加劲肋与连接板的连接竖缝： ， 便于施工取350mm。焊缝应力： 第七章：角钢杆件填板间距与形心距计算 杆件双角钢间联系填板的最大间距的计算列与表中，杆件角钢背至轴线的距离按角钢表查得的形心距调整到5mm的倍数，也列与表中。 表7.1 杆件填板及形心距计算表 杆件 截面型式及规格 单角钢 i1（mm） 填板最大间距（mm） 形心距z0（mm） 拉杆80 i1 压杆40 i1 弦杆 L100*80*6 31.7 1268 19.7 L90*56*5 29.0 2320 12.5 腹杆 L90*56*7 28.6 1144 30.0 L45*4 13.8 1104 12.6 L63*5 19.4 1552 17.4 L56*5 17.2 1376 15.7 第八章：屋架详图 14 _1229324993.unknown _1229346285.unknown _1229347725.unknown _1229347860.unknown _1229579225.dwg _1229347859.unknown _1229347665.unknown _1229347675.unknown _1229331937.unknown _1229332288.unknown _1229334274.unknown _1229345856.unknown _1229346187.unknown _1229345787.unknown _1229335045.unknown _1229332890.unknown _1229333072.unknown _1229332763.unknown _1229332107.unknown _1229332180.unknown _1229332017.unknown _1229325209.unknown _1229331804.unknown _1229328608.dwg _1229325182.unknown _1229276581.dwg _1229280598.unknown _1229323298.unknown _1229324961.unknown _1229320709.unknown _1229280536.unknown _1229280573.unknown _1229280502.unknown _1229111267.unknown _1229274372.dwg _1229276297.dwg _1213594353.dwg _1229111238.unknown _1213592291.dwg _1213593426.dwg