1、梯形鋼屋架課程設計計算書1 設計資料：1、 車間柱網布置：長度90m ；柱距6m ；跨度18m2、 屋面坡度：1：103、 屋面材料：預應力大型屋面板4、 荷載1） 靜載：屋架及支撐自重0.45KN/m²屋面防水層 0.4KN/m²；找平層0.4KN/m²大型屋面板自重（包括灌縫）1.4KN/m²。2） 活載：屋面雪荷載0.3KN/m²；屋面檢修荷載0.5KN/m²5、 材質 Q235B鋼，焊條E43XX系列，手工焊。2 . 結構形式與選型屋架形式及幾何尺寸如圖所示根據廠房長度(90m>60m)、跨度及荷載情況，設置上弦橫向水平

2、支撐3道，下弦由于跨度為18m故不設下弦支撐。3 . 荷載計算屋面活荷載0.7KN/m²進行計算。荷載計算表荷載名稱標準值（KN/m²）設計值（KN/m²）預應力混凝土大型屋面板自重1.41.4×1.351.89屋架及支撐自重0.450.15×1.350.608屋面防水層0.40.4×1.350.54找平層0.40.4×1.350.54永久荷載總和2.653.578屋面檢修荷載0.50.5×1.40.7可變荷載總和0.50.7荷載組合方法：1、全跨永久荷載全跨可變荷載2、全跨永久荷載半跨可變荷載3、全跨屋架（包括支

3、撐）自重半跨屋面板自重半跨屋面活荷載4. 內力計算屋架構件內力組合表桿件名稱桿件編號單位荷載 F1靜載作用（KN/m²）活載（KN/m²）0.7桿件內力計算內力在左在右全跨全部恒載3.578屋架支撐0.608大型屋面板1.89在左在右全部組合一組合二組合三在左在右全部上弦桿AB0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 BC-4.69 -2.16 -6.23 -22.28 -3.79 -8.86 -4.09 -11.77 -3.28 -1.51 -4.36 -143.8

4、4 -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 -143.63 DE-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

5、-207.70 -197.15 -116.26 -207.70 FG-5.32 -5.32 -9.10 -32.57 -5.54 -10.06 -10.06 -17.21 -3.73 -3.73 -6.37 -210.32 -196.02 -104.32 -210.32 下弦桿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 bc1.87 -0.83 1.01 3.60 0.61 3.53 -1.57 1.90 1.31 -0.58 0.70 23.2

6、5 26.51 29.44 29.44 cd2.07 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 斜腹桿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 Bb3.38 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

7、.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 Dc0.73 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 Cf0.38 -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 Fd-1.45 1.36 -0.48 -1.73 -0.29 -2.73 2.56

8、 -0.91 -1.01 0.95 -0.34 -11.16 -14.81 -21.82 -21.82 豎桿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

9、.65 -21.58 -21.66 -16.42 -21.66 Gd0.08 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 19.58 5. 桿件設計1、 上弦桿整個上弦采用等截面，按FG桿件的最大設計內力設計，即N=210.32KN上弦桿計算長度：在屋架平面內：， 上弦截面選用兩個不等肢角鋼，短肢相并。腹桿最大內力N=115.16 KN，中間節點板厚度選用6mm，支座節點板厚度選用8mm設60，0.807，截面積為需要回轉半徑： 查表選用2 110×70×6驗算滿足長細比要求，查表滿足

10、要求其余計算結果見下表屋架桿件截面選擇表桿件名稱桿件編號內力（KN）計算長度cm截面規格截面面積（cm²）回轉半徑（cm）長細比容許長細比穩定系數計算應力 （N/mm²）上弦FG-210.32150.830.162 110×70×621.22.013.5475.085.2150.000.7200.655151.55下弦ab-80.62300885 2 100×80×1034.40 2.53 4.63 118.58 191.14 150.00 0.447 0.204 -114.88 斜腹aB-150.49 2532532 100

11、5;63×1031.00 1.74 4.86 145.40 52.06 150.00 0.322 0.847 -150.76 Bb108.19 209.04261.32 90×56×514.42 1.59 4.32 131.47 60.49 350.00 0.383 0.807 195.89 bD-79.09 229.12286.42 90×56×514.42 1.59 4.32 144.10 66.30 150.00 0.329 0.774 -166.71 Dc42.27 229.12286.42 70×45×511.22

12、 1.28 3.14 179.00 91.21 350.00 0.227 0.614 165.96 Cf-16.41 249.92312.42 100×63×619.24 1.79 4.78 139.62 65.36 150.00 0.349 0.780 -24.44 Fd-21.82 249.92312.42 100×63×619.24 1.79 4.78 139.62 65.36 150.00 0.349 0.780 -32.50 豎桿Aa-11.55 159.21992 63×40×58.12 1.14 3.09 139.65

13、64.40 150.00 0.349 0.786 -40.76 Cb-21.18 183.22292 70×45×511.22 1.28 3.41 143.13 67.16 150.00 0.333 0.769 -56.69 Ec-21.66 207.22592 75×50×1023.60 1.38 3.72 150.14 69.62 150.00 0.308 0.757 -29.80 Gd19.58 231.22892 70×45×511.22 1.28 3.14 180.63 92.04 350.00 0.225 0.608 77

14、.56 6、 節點設計1. 下弦節點用E43型焊條角焊縫的抗拉和抗壓、抗剪強度設計值160MPa。a.下弦節點“b”，設“Bb”桿的肢背和肢尖焊縫為6mm。所需的焊縫長度為肢背：，取70mm。肢尖：，取50mm。設“bD”桿的肢背和肢尖焊縫為6mm。所需的焊縫長度為肢背：，取50mm。肢尖：，取50mm。“Cb”桿內力很小，取6mm。綜合取節點板尺寸300mm×230mm下弦與節點板連接的焊縫長度為30.0cm，6mm。焊縫所受的力為左右兩下弦桿的內力差N110.06KN，受力較大處的肢背出的焊縫應力為:<160MPa焊縫強度滿足要求2. 上弦節點“B”“Bb”桿與節點板的焊縫

15、尺寸同上。設“aB”桿的肢背和肢尖焊縫8mm和6mm，所需焊縫長度為肢背： ，取70mm肢尖：，取50mm節點板上邊緣縮進上弦肢背8mm。用槽焊縫把上弦角鋼和節點板連接起來。槽焊縫作為兩條焊縫計算，需在強度設計值乘以0.8的折減系數。假定集中荷載P與上弦垂直，上弦肢背槽焊縫內的應力計算如下：=6mm，8mm上弦與節點板焊縫長度為290mm，則上弦肢尖角焊縫的切應力為4.屋脊節點“K”設拼接角鋼與受壓弦桿之間的角焊縫8mm，則所需焊縫計算長度為（一條焊縫）拼接角鋼長度+弦桿桿端空隙20，拼接角鋼長度取180mm。上弦與節點板之間的槽焊縫，假定承受節點荷載，驗算如下設“FG”桿的肢背和肢尖焊縫為8

16、mm和6mm。所需的焊縫長度為肢背：，取110mm。肢尖：，取60mm。驗算節點板強度上弦與節點板焊縫長度為150mm，則上弦肢尖與節點板的連接焊縫，應按上弦內力的15計算，11761596mm，焊縫應力為3. 支座節點“A”為了便于施焊，下弦桿角鋼水平肢的底面與支座底板的凈距離取160mm。在節點中心線上設置加勁肋，加勁肋的高度與節點板高度相等，厚度10mm。（1） 支座底板的計算。支座反力R23101×6（豎向支座反力單位系數）138606N。設支座地板的平面尺寸采用240×360mm，現僅考慮有加勁肋部分的底板承受支座反力，則承壓面積為280×23064400mm²。驗算柱頂混凝土強度：支座板底厚度按屋架反力作用下的彎矩計算，節點板和加勁肋將節點板分為四塊，塊板為兩相鄰邊自由板，每塊板的單位寬度的最大彎矩為底板厚度，取t16mm（2） 加勁肋與節點板的連接焊縫計算。假定加勁肋受力為屋架支座反力的1/4，即13