当前位置：文档之家 › 钢结构梯形钢屋架课程设计计算书

钢结构梯形钢屋架课程设计计算书

  • 格式：doc
  • 大小：415.00 KB
  • 文档页数：16

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：该课程设计题目为：普通梯形屋架。

车间柱网布置：长度150m ；柱距6m ；跨度27m1、屋面坡度：1：102、屋面材料：混凝土大型屋面板（包括灌浆）3、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1KN/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。

4、材质Q235B钢，焊条E43系列，手工焊。

二、结构形式与选型根据厂房长度(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。

三、荷载计算荷载计算表：荷载组合方法：1、全跨永久荷载F＋全跨可变荷载2F1F1+F2=(4.118+1.47)×1.5×6=50.292kN2、全跨永久荷载F＋半跨可变荷载2F1F1=4.118×1.5×6=37.062 kNF2=1.47×1.5×6=13.23 kN3、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F2F2=1.47×1.5×6=13.23 kNF3=0.405×1.5×6=3.645 kNF4=(1.85+0.91)×1.5×6=24.84 kN四、内力计算计算简图如下五、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 2mm 需要回转半径：*xi =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=44602mm ， x i =25.6mm ，y i =67.7mm 。

按所选角钢进行验算：x λ=xox i l =6.255.1507=58.90＜[λ]=150yλ=yoy 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.43.121430058.058.0.09.019b =⨯=<==b l t oy ,故应按《钢结构》式4.15计算yz λ故 yoy t l b λλλ>=⨯⨯+⨯=+=7.04613009475.013.544)475.01(yz 224224y ）（ 由于 x y λλλ<<yz ，只需求出x ϕ，查轴心受力稳定系数表，x ϕ＝0.813A 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 =2157.466=f N =2170.702mm ,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=44602mm ， x i =25.6mm ，y i =67.7mm 。

x λ=xox i l 19.1176.253000==<[λ ]=350y λ=94.1327.679000==yoy 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 ＝27802mm ，x i ＝31.5mm ，y i ＝34.9mm截面刚度和稳定验算：x λ= 32.805.312530==xox i l <[λ ]=150yλ=49.729.342530==yoy i l <[λ ]=150 因为x y λλ< 只需求x ϕ，查表得x ϕ=0.68716.1712780687.0326890=⨯=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24.71108215238380mm f N A === 需要的回转半径：mm i x 84.34604.2090==， mm i y 55.43602613==根据需要A ，x i ，y i 查角钢规格表，选用2L90⨯6，肢背间距a=10mm,则A=21.282cm ,x i =2.79cm,y i =4.05 cm按所选角钢进行验算： []15092.749.274.2090=<===λλx ox x i l []1506055.432613=<===λλy oy y i l 满足长细比要求。

由于y x λλ>，只需求x ϕ。

查表x ϕ=0.740，则MPa MPa A N x 2152.01122128238380<==ϕ 故所选截面合适。

填板放两块，la=87.4cm < 40i=40×2.79=111.6cm 。

其他杆件的计算结果列在下表：相应斜杆的焊缝长度：aB 肢背8-160 肢尖6-110 ；Bc 肢背8-120 肢尖6-90 cD 肢背8-100 肢尖6-120 ；De 肢背5-80 肢尖5-80 eF 肢背5-80 肢尖5-80 ; Fg 肢背5-80 肢尖5-80填板：上下弦杆在节点之间各填一个；复杆之间全部填2个；中间竖杆为三个。

六、节点设计各杆件的内力由上表查得。

设计步骤：由腹杆内力计算腹杆与节点板连接焊缝的尺寸，即f h 和w l ，然后根据w l 的大小按比例绘出节点板的形状和尺寸，最后验算下弦杆与节点板的连接焊缝。

用E43焊条时，角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值160=w f f MPa各杆件内力由上表查得 1. 下弦节点c（1）斜杆Bc 与节点的连接焊缝计算：设肢背与肢尖的焊角尺寸分别为8mm 和6mm 。

所需焊缝长度为：肢背：mm f h N l wfe w 68.1041668.8816087.022383803/223/2=+=⨯⨯⨯⨯=='，取wl '＝120mm 肢尖：mm f h N l wfe w12.711212.5916067.022383803/123/1`=+=⨯⨯⨯⨯==''，取`wl ''＝90mm（2） 斜杆cD 与节点的连接焊缝计算：设肢背与肢尖的焊角尺寸分别为8mm 和6mm 。

所需焊缝长度为：肢背：mm l w24.791624.6316087.021699803/2=+=⨯⨯⨯⨯='，取w l ＝100mm肢尖：16067.028.3987423.0`⨯⨯⨯⨯=''w l =98.89+12=110.89mm ，取`w l ＝120mm（3）竖杆Cc 与节点板连接焊缝计算：因其内力很小，焊缝尺寸可按构造确定，取焊脚尺寸f h =6mm 。

根据上面求得的焊缝长度，并考虑杆件之间应有的间隙及制作和装配等误差，按比例绘出接点详图，从而确定节点板尺寸为300m m ×400mm 。

（4）下弦杆与节点板连接焊缝验算：焊缝受力为左右下弦杆的内力差△N=400.32-174.51=225.81KN ，设肢尖与肢背的焊脚尺寸为6mm ，所需焊缝长度为400mm,受力较大的肢背处的焊缝应力为：MPa f 19.46)12400(67.021081.2253/23=-⨯⨯⨯⨯⨯=τ <160MPa（5）节点板尺寸：根据以上求得的焊缝长度，并考虑杆件之间应有的间隙和制作装配误差，按比列作出构造详图，从而定出节点尺寸。

如图所示：2 .上弦节点B（1）斜杆aB 与节点板连接焊缝计算，与下弦节点b 中Bb 杆计算相同。

N=-326.89KN（2）斜杆aB 与节点板连接焊缝计算设肢背与与肢尖的焊脚尺寸分别为8mm 和6mm 。

所需焊缝长度为肢背： mm f h N l w f e w 39.1381639.12216087.023268903/223/2=+=⨯⨯⨯⨯==',取`w l ''=160mm 肢尖：mm f h N l w fe w 07.931207.8116067.023268903/123/1`=+=⨯⨯⨯⨯==''，取`w l ''＝110mm （3）上弦杆与节点板连接焊缝计算：为了便于在上弦上搁置大型屋面板，上弦节点板的上边缘可缩进上弦肢背8mm 。

用槽焊缝将上弦角钢和节点板连接起来。

槽焊缝可按两条焊缝计算，计算时可略去屋架上弦坡度的影响，而假定集中荷载P 与上弦垂直。

合集下载

钢结构课设计算书完整版

钢结构课设计算书完整版

课程设计任务书题目：梯形钢屋架——某工业厂房适用专业：土木工程2010级指导教师：雷宏刚、李海旺、闫亚杰、焦晋峰太原理工大学建筑与土木工程学院2013年12月一、设计题目：梯形钢屋架二、设计资料某工业厂房，屋盖拟采用钢结构有檩体系，屋面板采用100mm厚彩钢复合板（外侧基板厚度0.5mm，内侧基板厚度0.4mm，夹芯材料选用玻璃丝棉，屋面板自重标准值按0.20 kN/m2计算），檩条采用冷弯薄壁C型钢。

屋面排水坡度见表1，有组织排水。

屋架支承在钢筋混凝土柱上，柱顶标高9.0m，柱截面尺寸为400×400mm。

不考虑积灰荷载。

注：屋架、檩条、拉条及支撑自重标准值可按下列数值考虑：0.30kN/m2（6.0m）0.40kN/m2（7.5m）三、设计内容及要求要求在2周内（2013.12.23～2014.1.3）完成钢结构课程设计内容，提交设计图纸及计算书一套。

1. 设计内容（1）进行屋盖结构布置并选取计算简图；（2）屋架内力计算及内力组合；（3）屋架杆件设计；（4）屋架节点设计；（5）屋架施工图。

2. 设计要求（1）整理设计计算书一份○1设计条件○2结构布置○3计算简图○4荷载选取○5内力计算○6内力组合○7构件设计○8节点设计○9挠度验算（2）绘制施工图○1屋盖布置图（图纸编号01）：屋架平面布置图+上、下弦支撑平面布置图+垂直支撑布置图；○2屋架施工图（图纸编号02）：屋架几何尺寸、内力简图+屋架施工详图+节点、异形零件详图+设计说明+材料表等。

四、参考资料（1）钢结构设计基本原理，雷宏刚，科学出版社（2）钢结构设计，黄呈伟、李海旺等，科学出版社（3）建筑结构荷载规范，GB 50009-2012（4）钢结构设计手册（上册）第三版，中国建筑工业出版社（5）轻型屋面梯形钢屋架，中国建筑标准设计研究院（6）钢结构设计规范，GB 50017-2003（7）土木工程专业—钢结构课程设计指南，周俐俐等，中国水利水电出版社课程设计计算书题目：梯形钢屋架——某工业厂房专业：土木工程班级：土木1002姓名：景天雨学号：2010001529指导教师：焦晋峰太原理工大学建筑与土木工程学院2013年12月梯形钢屋架计算书一．设计资料（题号45）（1）某工业厂房（乌鲁木齐）：梯形钢屋架跨度为21m ，长度90m ，柱距7.5m ，屋盖拟采用钢结构有檩体系，屋面板采用100mm 厚彩钢复合板（外侧基板厚度0.5mm ，内侧基板厚度0.4mm ，夹芯材料选用玻璃丝棉，屋面板自重标准值按0.20 kN/m 2计算），檩条采用冷弯薄壁C 型钢。

24米跨梯形钢屋架课程设计计算书

24米跨梯形钢屋架课程设计计算书

钢结构课程设计目录一、设计资料 (2)二、屋架形式和几何尺寸 (3)三、支撑布置 (4)四、屋架节点荷载 (5)五、屋架杆件内力计算 (6)六、杆件截面选择 (8)七、节点设计 (15)一、设计资料题目：某厂房总长度60m ，屋架跨度21m ，纵向柱距6m 。

1.结构形式：钢筋混凝土柱，梯形钢屋架。

柱的混凝土强度等级为C30，屋面坡度i=1/10；L 为屋架跨度。

地区计算温度高于-200C ，无侵蚀性介质，地震设防烈度为7度（0.15g ），屋架下弦标高为18m 。

2. 屋架形式及荷载：屋架形式、几何尺寸及内力系数（节点荷载P=1.0作用下杆件的内力）如附图所示。

3.屋盖结构及荷载:采用1.5×6.0m 预应力混凝土屋面板（考虑屋面板起系杆作用）。

荷载：① 屋架及支撑自重：按经验公式q=0.12+0.011L 计算，L 为屋架跨度，以m 为单位，q 为屋架及支撑自重，以KN/m 2为单位；② 屋面活荷载：施工活荷载标准值为0.7KN/m 2，雪荷载的基本雪压标准值为S 0=0.35KN/m 2，施工活荷载与雪荷载不同时考虑，而是取两者的较大值； ③ 积灰荷载：0.9 KN/m 2④ 屋面各构造层的荷载标准值：三毡四油（上铺绿豆砂）防水层 0.4KN/m 2水泥砂浆找平层 0.4KN/m 2 保温层 0.7KN/m 2 一毡二油隔气层 0.05KN/m 2 预应力混凝土屋面板 1.4KN/m 2二、屋架形式和几何尺寸屋面材料为大型屋面板，故采用无檩体系平破梯形屋架。

屋面坡度i=1/10；屋架计算跨度0l ＝21000－300＝20700mm ；端部高度取0H 1990mm ，跨中高度H=3040mm ，屋架几何尺寸如图1所示、屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值如图2所示、屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值如图3所示图1 21米跨屋架几何尺寸117图2 21米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值Aacegg'e'c'a'+3.0100.000-5.310-7.339-6.861-5.319-3.923-2.1620.00-5.641-2.633-0.047+1.913+1.367+1.57+1.848+3.960+1.222-1.039-1.200-1.525-1.776-2.043-1.0-1.0-1.00.000.000.00-0.5+6.663+7.326+5.884+4.636+3.081+1.090BCDEFGHG 'F 'E 'D 'C 'B 'A '0.5 1.01.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0图3 21米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值三、支撑布置由于房屋长度只有60m ，故在房屋两端部开间设置上、下横向水平支撑和屋架两端及跨中三处设置垂直支撑。

钢结构设计原理课程设计21米梯形钢结构屋架设计

钢结构设计原理课程设计21米梯形钢结构屋架设计

钢结构课程设计——21m跨钢屋架设计计算书1 设计资料某厂房总长度90m，跨度L=21m，屋盖体系为无檩体系，纵向柱距6m。

1.结构形式:钢筋混凝土柱，梯形钢屋架。

柱的混凝土强度等级为C30，屋面坡度i=L/10；L为屋架跨度。

地区计算温度高于-200C，无侵蚀性介质，不考虑地震设防，屋架下弦标高为18m；厂房内桥式吊车为2台150/30t（中级工作制），锻锤为2台5t。

2. 屋架形式及荷载:屋架形式、几何尺寸及内力系数（节点荷载P=1.0作用下杆件的内力）如附图所示。

屋架采用的钢材、焊条为：用Q345钢，焊条为E50型。

3.屋盖结构及荷载无檩体系：采用1.5×6.0m预应力混凝土屋板（考虑屋面板起系杆作用）荷载：①屋架及支撑自重：按经验公式q=0.12+0.011L，L为屋架跨度，以m为单位，q 为屋架及支撑自重，以kN/m2为单位；②屋面活荷载：施工活荷载标准值为0.7kN/m2，雪荷载的基本雪压标准值为S0=0.35kN/m2，施工活荷载与雪荷载不同时考虑，而是取两者的较大值；积灰荷载0.6kN/m2。

③屋面各构造层的荷载标准值：三毡四油（上铺绿豆砂）防水层0.4kN/m2水泥砂浆找平层0.4kN/m2保温层0.7kN/m2一毡二油隔气层0.05kN/m2水泥砂浆找平层0.3kN/m2预应力混凝土屋面板 1.45kN/m22 结构形式与布置屋架形式及几何尺寸如图7.30所示。

屋架支撑布置如图7.31所示。

图7.30 屋架形式及几何尺寸3荷载计算屋面活荷载与雪荷载不会同时出现，从资料可知屋面活荷载大于雪荷载，故取屋面活荷载计算。

屋架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）按经验公式计算，跨度单位为m。

荷载永久荷载：预应力混凝土屋面板 958.135.145.1=⨯2/m kN 屋架及支撑自重 474.035.1)21011.012.0(=⨯⨯+2/m kN 三毡四油（上铺绿豆砂）防水层 54.035.14.0=⨯2/m kN 水泥砂浆找平层 54.035.14.0=⨯2/m kN 保温层 945.035.17.0=⨯2/m kN 一毡二油隔汽层 068.035.105.0=⨯2/m kN 水泥砂浆找平层 405.035.13.0=⨯2/m kN总计 4.9292/m kN可变荷载：屋面活荷载 98.04.17.0=⨯2/m kN 积灰荷载 0.6 1.40.84⨯=2/m kN总计 1.822/m kN设计屋架时，应考虑以下3种荷载组合： (1) 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：(4.929 1.82) 1.5660.74F =+⨯⨯=kN （2）全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨节点永久荷载：1 4.929 1.5644.36F =⨯⨯=kN 半跨节点可变荷载：2 1.82 1.5616.38F =⨯⨯=kN（3）全跨屋架包括支撑+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载 全跨节点屋架自重：30.474 1.56 4.266F =⨯⨯=kN半跨节点屋面板自重及活荷载：4(1.95750.98) 1.5626.44F =+⨯⨯=kN （1） 、（2）为使用阶段荷载情况，（3）为施工阶段荷载情况。

15m梯形钢屋架计算书

15m梯形钢屋架计算书

梯形钢屋架课程设计梯形钢屋架课程设计计算书1．设计资料：1、车间柱网布置：长度96m ；柱距6m ；跨度15m。

2、屋面坡度：1：10。

3、屋面材料：压型钢板。

4、荷载1）静载：屋架及支撑自重0.45KN/m²。

2）活载：屋面活荷载0.5KN/m²。

5、材质Q235B钢，焊条E43XX系列，手工焊。

6、屋架采用平坡梯形屋架，无天窗，外形尺寸（取一半）如图1 所示图12 . 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(96m>60m)、跨度及荷载情况，设置上弦横向水平支撑2道，下弦由于跨度为15m故不设下弦支撑。

如图2图23、垂直支撑垂直支撑必须设置。

对于本屋架结构，在跨度中央设置一道中间垂直支撑，在屋架两端各设置一道垂直支撑。

垂直支撑只设置在有横向水平支撑的同一柱间的屋架上，如图 3 所示。

图34 . 荷载计算屋面活荷载0.5KN/m ²进行计算。

荷载计算表 荷载名称 标准值（KN/m²） 设计值（KN/m²） 屋架及支撑自重 0.45 0.15×1.35＝0.608 可变荷载总和 0.50.7荷载组合方法：1、全跨永久荷载1F ＋全跨可变荷载2F2、全跨永久荷载1F ＋半跨可变荷载2F3、全跨屋架（包括支撑）自重3F ＋半跨屋面板自重4F ＋半跨屋面活荷载2F5 内力计算屋架构件内力组合表杆件名称杆件编号 单位荷载 F ＝1 静载作用（KN/m ²） 活载（KN/m ²）0.7 杆件内力 计算内力在左 在右全跨全部恒载3.578 屋架支撑0.608大型屋面板1.89在左在右全部组合一组合二组合三在左 在右 全部 上弦杆AB 0.000.000.000.000.00 0.00 0.00 0.000.000.000.000.000.000.000.00 BC -4.69 -2.16 -6.23 -22.28 -3.79 -8.86 -4.09 -11.77 -3.28 -1.51 -4.36 -143.84 -138.02 -86.01 -143.84 CD -4.68 -2.16 -6.22 -22.25 -3.78 -8.85-4.08-11.75 -3.28 -1.51 -4.35 -143.63 -137.83 -85.89-143.63DE -6.21 -3.93 -9.00 -32.19 -5.47 -11.73 -7.42 -17.01 -4.34 -2.75 -6.30 -207.85 -197.30 -116.34 -207.85 EF-6.20 -3.92 -8.99 -32.17-5.47-11.72 -7.42-16.99 -4.34 -2.75 -6.29 -207.70 -197.15 -116.26 -207.70下弦杆ab -1.21 -2.82 -3.49 -12.49 -2.12 -2.29 -5.34 -6.60 -0.85 -1.98 -2.44 -80.62 -72.00 -28.38 -80.62 bc 1.87 -0.83 1.01 3.60 0.61 3.53 -1.57 1.90 1.31 -0.58 0.70 23.25 26.51 29.44 29.44 cd 2.07 0.72 2.31 8.26 1.40 3.91 1.36 4.36 1.45 0.51 1.62 53.33 52.43 36.52 53.33斜腹杆aB -5.06 -2.05 -6.51 -23.31 -3.96 -9.56 -3.87 -12.31 -3.54 -1.43 -4.56 -150.49 -144.99 -92.14 -150.49 Bb 3.38 1.83 4.68 16.76 2.85 6.39 3.46 8.85 2.37 1.28 3.28 108.19 103.28 62.69 108.19 bD -2.15 -1.79 -3.42 -12.25 -2.08 -4.06 -3.39 -6.47 -1.51 -1.25 -2.40 -79.09 -74.28 -41.31 -79.09 Dc 0.73 1.55 1.83 6.55 1.11 1.38 2.93 3.46 0.51 1.08 1.28 42.27 38.11 16.21 42.27 Cf 0.38 -1.54 -0.71 -2.54 -0.43 0.72 -2.90 -1.34 0.27 -1.07 -0.50 -16.41 -12.29 2.99 -16.41竖杆Aa -0.50 0.00 -0.50 -1.79 -0.30 -0.95 0.00 -0.95 -0.35 0.00 -0.35 -11.55 -11.55 -8.63 -11.55 Cb -0.93 0.03 -0.91 -3.27 -0.56 -1.77 0.06 -1.73 -0.65 0.02 -0.64 -21.10 -21.18 -16.07 -21.18 Ec -0.95 0.03 -0.93 -3.34 -0.57 -1.80 0.05 -1.77 -0.67 0.02 -0.65 -21.58 -21.66 -16.42 -21.66 Fd 0.08 0.08 0.85 3.03 0.52 0.15 0.15 1.60 0.06 0.06 0.59 19.58 16.68 3.90 19.586 杆件设计1、上弦杆整个上弦采用等截面，按EF杆件的最大设计内力设计，即N=－255KN上弦杆计算长度：在屋架平面内：0x0l l 1.508m==，0yl2 1.508 3.016m==×上弦截面选用两个不等肢角钢，短肢相并。