24米钢屋架计算书绝对实用

钢屋架设计—计算书一、设计资料厂房总长度120m,檐口高度15m。厂房为单跨结构,内设两台中级工作制桥式吊车。拟设计钢屋架简支于钢筋混凝土柱上，混凝土等级为C30。柱顶截面尺寸为400mmx400mm。钢屋架设计不考虑抗震设防。二、选题厂房柱距选择：6m屋架形式：D，如图2.1，跨度=24m。图2.1荷载取值：永久荷载防水层（三毡四油上小石子）0.4kN/m2找平层（2cm厚水泥砂浆）0.4kN/m2保温层（8cm厚泡沫混凝土）0.5kN/m2一毡二油隔气层0.05KN/m2预应力混凝土大型屋面板1.4kN/m2钢屋架及支撑重（0.12+0.011×24）=0.384kN/m2悬挂管道：0.15KN/m2小计∑3.284kN/m2可变荷载雪荷载（第三组）0.35kN/m2屋面活荷载0.7kN/m2积灰荷载0.9kN/m2三、钢材选择及焊接方法和焊条型号钢材选择：Q235焊条选择：E43型，手工焊四、屋盖支撑系统布置图本屋盖为无檩盖房，i=10，为平坡梯形屋架。屋架计算长度为L。=L-300mm=23700mm，端部高度，中部高度和屋盖杆件几何尺寸见施工图（跨中起拱按L/500考虑）。上、下弦横向水平支撑、垂直支撑和系杆布置见图4.1。因连接孔和连接零件上有区别，图中分别给出了W1，W2和W3三种编号。五、荷载计算在荷载计算中，因屋面坡度较小，风荷载对屋面为吸力，对重屋盖可不考虑。各荷载均按水平投影面积计算。永久荷载设计值：3.2844x1.35=4.43kN/m2可变荷载设计值,取活载和雪荷载中的较大值：（0.7+0.9）x1.4=2.24kN/m2荷载组合考虑以下三种荷载组合：（1）组合一：全跨永久荷载+全跨可变荷载屋架上弦节点荷载：F=（4.43+2.24）×1.5×6=60.03kN（2）组合二：全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨永久荷载：F1=4.43×1.5×6=39.87kN半跨可变活荷载：F2=1.6×1.5×6=14.4kN（3）组合三：全跨屋架与支撑+半跨屋面板+半跨屋面活荷载全跨屋架和支撑自重产生的节点荷载：F3=0.5184×1.5×6=4.67kN半跨屋面板及活载产生的节点荷载：F4=（1.68+2.24）×1.5×6=43.3kN以上1），2）为使用阶段荷载组合;3）为施工阶段荷载组合。六、内力计算按力学求解器计算杆件内力，然后乘以实际的节点荷载，屋架要上述第一种荷载组合作用下，屋架的弦杆、竖杆和靠近两端的斜腹杆内力均达到最大值，在第二和第三种荷载作用下，靠跨中的斜腹杆的内力可能达到最大或发生变号，因此，在全跨荷载作用下所有杆件的内力均应计算，而在半跨荷载作用下，仅需计算近跨中的斜腹杆内力，取其中不利内力（正、负最大值）作为屋架斜腹杆设计的依据。具体数值见表1内力计算表。图6.1全跨荷载布置图图6.2左半跨荷载布置图图6.3右半跨荷载布置图内力计算表表1杆件名称杆内力系数组合一F=50.72kNN=F×1组合二F1=36.86kNF2=13.86NN左=F1×①+F2×②N右=F1×①+F2×③组合三F3=4.67kNF4=24.57kNN左=F3×①+F4×②N右=F3×①+F4×③计算内力KNP=1全跨在左半跨在右半跨①②③上弦杆10、250.000.000．000.000.000.000.000.000.0011、12-8.68-6.53-2.77-440.25-410.45-358.34-200.98-108.59-440.2513、14-13.48-9.57-5.04-683.71-629.51-566.73-298.09-186.78-683.7115、16-15.20-9.01-6.83-770.94-685.15-654.94-292.36-238.80-770.9417-14.72-8.29-8.29-746.60-657.48-657.48-272.43-272.43-746.60下弦杆14.713.621.40238.89223.78193.01110.9456.39238.89211.488.413.96582.27539.72478.04260.25150.91582.27314.599．975.95740.00675.97620.25313.10214.33740.00415.129.267.56766.89685.67662.10298.13256.36766.89斜腹杆276.875.032.38348.45322.94286.22155.6790.56348.4528-8.56-6.82-2.63-434.16-410.05-351.97-207.54-104.59-434.1630-5.44-3.66-2.29-275.92-251.25-232.26-115.33-81.67-275.92323.702.132.02187.66165.90164.3869.6166.91187.6633-2.46-0.93-1.97-124.77-103.57-117.98-34.34-59.89-124.77341.12-0.241.7656.8137.9665.68-0.6748.4756.81/-0.67360.011.35-1.730.5119.08-23.6133.22-42.460.51/-42.4637-1.08-2.291.5654.78-71.55-18.19-61.3133.2954.78/-71.55竖杆9-0.50-0.500.00-25.36-25.36-18.43-14.62-2.34-25.3629-1.00-1.000.00-50.72-50.72-36.86-29.24-4.67-50.7231-1.00-1.000.00-50.72-50.72-36.86-29.24-4.67-50.7235-1.00-1.000.00-50.72-50.72-36.86-29.24-4.67-50.72381.930．650.6597.8980.1580.1524.9824.9897.89七、杆件截面设计1、上弦杆截面计算整个上弦杆采用同一截面，按最大内力计算N=-770.94kN（压力），查《钢结构设计手册》，节点板厚度选用14mm，支座节点板厚度选用16mm。计算长度屋架平面内取节间轴线长度cmlx8.1500屋架平面外根据支撑和内力变化取cmly0.3000.15020因为yxll002，故截面宜选用两个不等肢角钢，且短肢相并。如图7.1所示。设60，查表807.0需要截面积图7.1上弦截面mmfNA3.4443215807.01094.7703需要回转半径cmlixx51.26015080cmliyy00.56030000根据需要的A、ix、iy，查角钢型钢表，选用2∟10100160，A=50.6c㎡,ix=2.85cm,iy=7.78cm。按所选角钢进行验算9.5285.28.1500xxxil，56.3878.700.3000yyyil满足长细比：150][的要求。由于yx只需求出xmin，查轴心受压构件的稳定系数表，842.0x223/215/95.1805060842.01094.770mmNfmmNANx所选截面合适。2、下弦杆截面计算整个杆件采用同一截面，按最大内力计算，N=766.89kN（拉力）计算长度屋架平面内取节间轴线长度cmlx3000屋架平面外根据支撑布置取cmly11850计算需要净截面面积2312.35672151093.766mmfNAn图7.2下弦截面选用2∟140×90×8（短肢相并），见图7.2所示，A=36.00c㎡,ix=2.59cm,iy=4.50cm按所选角钢进行截面验算，取AAn。350][8.11559.23000xxil350][33.26350.411850yyil223/215/4.21336001093.766mmNfmmNAN所选截面满足要求。3、斜腹杆截面计算①斜腹杆28N=-434.16kN(压力)，l0x=l0y=l=254.3cm因为l0x=l0y，故采用不等肢角钢，长肢相并，使ix=iy选用2∟140×90×10，见图7.3所示A=44.6c㎡,ix=2.56cm,iy=6.84cm150][34.9956.23.2540xxxil属于b类截面150][18.3784.63.2540yyyil属于b类截面满足长细比：150][的要求。由于yx只需求出xmin，查表，559.0x图7.3斜腹杆28截面223/215/14.1744460559.01016.434mmNfmmNANx所选截面合适。②斜腹杆27N=348.45kN（拉力），l0x=0.8l=209.3cm,l0y=l=261.6cm计算需要净截面面积237.16202151045.348mmfNAn选用2∟56×8，见图7.4所示图7.4斜腹杆27截面A=1674c㎡,ix=1.68cm,iy=2.91cm验算：350][6.12468.13.2090xxxil350][9.8991.26.2610yyyil223/215/2.20816741045.348mmNfmmNAN所选截面满足要求。○3斜腹杆30N=-275.92kN(压力)，l0x=230.2mml0y=l=287.8mm选用2∟80×8，见图7.5所示，A=2460mm2,ix=2.44cm,iy=3.85cm150][3.9444.22.2300xxxil属于b类截面150][8.7485.38.2870yyyil属于b类截面满足长细比：150][的要求。由于yx只需求出xmin，查表596.0x图7.5斜杆2-13截面223/215/2.1882460596.01092.275mmNfmmNANx所选截面合适。○4斜腹杆32N=187.66kN（拉力），l0x=0.8l=229.4cm,l0y=l=286.7cm计算需要净截面面积238.8722151066.187mmfNAn选用2∟56×5，见图7.6所示，A=10.82c㎡,ix=1.72cm,iy=2.77cm验算：图7.6斜腹杆32截面350][4.13372.14.2290xxxil350][5.10377.27.2860yyyil223/215/4.17310821066.187mmNfmmNAN所选截面满足要求。○5斜腹杆33N=-124.77(压力)，l0x=251.0cml0y=l=313.8cm选用2∟63×8，见图7.7所示，A=19.02c㎡,ix=1.90cm,iy=3.18cm150][1.13290.10.2510xxxil属于b类截面xxyy14xxyy14xxyy14150][7.9818.38.3130yyyil属于b类截面满足长细比：150][的要求。由于yx只需求出xmin，查轴心受压构件的稳定系数表，378.0x图7.7斜腹杆33截面223/215/5.1731902378.01077.124mmNfmmNANx所选截面合适。○6斜杆34N=56.81kN（拉力），l0x=0.8l=250.2mm,l0y=l=312.7cm计算需要净截面面积232.2642151081.56mmfNAn选用2∟56×5，见图7.8所示，A=10.82c㎡,ix=1.72cm,iy=2.77cm验算：350][5.14572.12.2500xxxil350][9.11277.27.3120