《【2017年整理】30米跨梯形屋架设计例题1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【2017年整理】30米跨梯形屋架设计例题1（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、30 米跨梯形屋架设计例题一、设计资料某车间跨度 30 米，长度 102 米，柱距 6 米。车间内设有两台 20/5T 中级工作制吊车。计算温度高于-20，地震设防烈度为 7 度。采用 1.56m 预应力钢筋混凝土大型屋面板，8cm 厚泡沫混凝土保温层，卷材屋面，屋面坡度为 i=1/10。雪荷载为 0.5KN/m2，积灰荷载为0.55KN/m2。屋架简支于钢筋混凝土柱上，上柱截面为 400400，混凝土标号为 C20。要求设计屋架并绘制屋架施图。二、屋架形式、尺寸、材料选择及支撑布置本例题为无檩屋盖方案，i=1/10，采用平坡梯形屋架。屋架计算跨度为 L0=L-300=29700mm，端部高度
2、取 H0=1990mm，中部高度取 H=3490mm（为 L0/8.5）,屋架杆件几何长度见附图 1（跨中起拱按 L/500 考虑） 。根据建造地区的计算温度和荷载性质，钢材选用 Q235-B。焊条采用 E43 型，手工焊。根据车间长度、屋架跨度和荷载情况，设置上、下、弦横向水平支撑、垂直支撑和系杆，见附图 2。因连接孔和连接零件上的区别图中给出了 W1、W2 和 W3 等三种编号。附图 1：屋架杆件几何长度及设计内力附图 2：屋面支撑布置图活荷载（或雪荷载） 0.50 KN/m2积灰荷载 0.55 KN/m2由于屋面坡度不大，对荷载的影响较小，未予考虑。风荷载为吸力，重屋盖可不考虑。2、荷载
3、组合一般考虑全跨荷载，对跨中部分斜杆（一般为跨中每侧各两根斜腹杆）可考虑半跨组合，本例题在计算杆件截面时，将这些腹杆均按压杆控制长细比，不必考虑半跨荷载作用情况，只计算全跨满载时的杆件内力。节点荷载：按式（1.29）的组合Fd=(1.23.2+1.40.5+1.40.90.55)61.5=47.09KN按式（1.30）的组合Fd=(1.353.2+1.40.70.5+1.40.90.55) 61.5=49.53KN节点荷载取 49.53KN，支座反力 Rd=10Fd=1049.53=495.3KN3、内力计算用图解法或数解法均可计算出全跨荷载作用下，屋架的杆件内力。其内力设计值见附图 1。四、
4、截面选择腹杆最大轴力为 556.3KN，查表 8.4，选用中间节点板厚 t=12mm，支座节点板厚 t=14mm。1、上弦整个上弦不改变截面，按最大内力计算。Nmax=-1124.7KN，l ox=150.8cm，l oy=300cm (l1 取两块屋面板宽度 )。选用 2L14012， A=65.0cm2， =4.31cm， =6.23cmxiyi351.480xil102.60yil由于 4.2358.7.1.4bltby所以 1509.107.2.4.022 tlyyz由 查 b 类截面的yz 83.zfmNAN227.01.6583.074填板每节间放一块（满足 范围内不少于两块）lc
5、mila 4.1723.40.7528.102、下弦整个下弦也不改变截面，按最大内力计算。Nmax=1088.8KN，l ox=300.0cm，l oy=1500cm ，连接支撑的螺栓孔中心至节点板边缘的距离约为 100mm（de 节间） ，可不考虑螺栓孔的削弱。选用 2L18011010（短肢相并） ，A=56.8cm 2， =3.13cm， =8.71cmxiyi508.913.0xil 2.7.50yil fmNAN223.1908.561填板每节间放一块 cila 468.5233、腹杆 杆件 A-aN=-24.8KN，l ox=199cm，l oy=199cm 。由于内力较小，可按长
6、细比选择截面。 cmlix3.15090选 2L635, A=12.3cm2， =1.94cm， =3.04cmxiyi150.604.319yil由于 3.8.698.25. bltby所以 1504.705.16405.47.01242 tlyyz由 查 b 类截面的yz 8.zfmNAN2239.610.748.0填板放两块cmila 6.794.1043.619 杆件 B-aN=-556.3KN， lox=253.5cm，l oy=253.5cm (l1 取两块屋面板宽度)。选用 2L1409010， A=44.6cm2， =4.47cm， =3.73cmxiyi1507.564.23
7、0 xil.8.0yil由于 52.139.48.0.9.122 bltby所以 150.70.6. 24204 tlyyz由 查 b 类截面的yz 71.zfmNAN2230.46.471.05填板放两块 cila .15.83.2 杆件 B-bN=446.6KN，l ox=0.8 260.8=208.6cm，l oy=260.8cm。选用 2L80 6， A=21.2cm2， =2.47cm， =3.73cmxiyi1504.87.0xil92.63.0yil fmNAN227.10.14填板放两块 cila 6.94.89.638.20 杆件 C-b、E-c、G-d、J-g此四根杆件受力
8、相同而且较小，以最不利杆件 G-d（长度最大）确定断面。由于受力较小，可按长细比选择截面。N=-49.5KN，l ox=0.8289.0=231.2cm，l oy=289.0cm。cmix54.10230lix9.80选用 2L505， A=9.6cm2， =1.721.54cm， =2.771.93cmxiyi1503.047.890 yil由于 2.3189.15.0bltby所以 150.075.890.148. 2420 tlyyz由 查 b 类截面的yz 5.zfmNAN2239.106.951.04杆件 C-b 长度 l=229.0cm，放 2 块填板。略大于3.7.2al ci.
9、6153.4杆件 E-c 长度 l=259.0cm、杆件 G-d 长度 l=289.0cm。各放 3 块填板略大于5.40.89al mi2.0杆件 J-g 长度 l=159.5，放 1 块填板略大于7.2.1al ci.6153.4在实际工程中，节点板宽度较大，故仍可用。 杆件 k-g、g-eN=114.9KN，由于内力不大，可按压杆长细比控制截面（跨中两侧腹杆在半跨荷载作用下可能内力反号） 。l ox=230.6cm，l oy=461.1cm。选用 2L70 5， A=13.74cm2， =2.16cm， =3.31cmxiyi1508.061.230 xil.9.40yil fmNAN2
10、236.81074.填板各放两块。 cila 4.81.36.2 杆件 k-f该竖腹杆内力为 0，按长细比控制截面。为了便于连接垂直支撑，截面采用十字形截面。lo=0.9 349.0=314.1cm选用 2L63 5， A=12.3cm2， =2.45cm0i.184.30 xil填板放 5 块。其余杆件截面选择见表 1。需注意的是除上面已经计算的杆件外，其余杆件 lox=0.8 l， ，l oy=l。屋架杆件截面选用表 表一计算长度(m)杆件名称杆件号内力设计值N(KN) l0x l0y选用截面 截面积A(cm2)计算应力（N/mm 2）容许长细比 杆件端部的角钢肢背和肢尖焊缝（mm）填板数
11、上弦杆I-JJ-K -1124.7 1.508 3.000 2L14012 65.0 207.7 150 每节间 1下弦杆 d-e 1088.8 3.000 15.0002L1801101056.8 191.7 250 每节 间A-a -24.8 1990 1990 2L635 12.3 26.9 150 2B-a -556.3 2.535 2.535 2L140901044.6 170 150. 10-2006-170 2B-b 446.6 0.82.608=2.086 2.608 2L806 21.2 210.7 350 8-2006-140 2C-b -49.5 0.8.290=1.83
12、2 2.290 2L505 9.6 85.2 150 2D-b -371.1 0.82.869=2.295 2.869 2L1008 31.2 156.5 150 8-1706-120 2D-c 273.4 0.82.859=2.287 2.859 2L705 13.74 137.4 350 6-1805-100 2E-c -49.5 0.82.590=2.072 2.590 2L505 9.6 97.5 150 3F-c -209.0 0.83.129=2.503 3.129 2L906 21.2 142.0 150 6-1505-80 2F-d 133.8 0.83.119=2.495 3
13、.119 2L505 9.6 139.4 350 5-1205-80 2G-d -49.5 0.82.890=2.312 2.890 2L505 9.6 100.9 150 3H-d -75.6 0.83.395=2.716 3.395 2L705 13.74 99.5 150 6-605-60 3H-e 15.9 0.83.385=2.708 3.385 2L505 9.6 16.6 350 3I-e -74.3 0.83.190=2.552 3.190 2L635 12.3 119.6 150 3I-g 32.3 0.82.079=1.662 2.079 2L505 9.6 33.65 1
14、50 3J-g -49.5 0.81.595=1.276 1.595 2L505 9.6 66.6 150 1K-g 114.9 2.306 4.611 2L705 13.74 83.6 150 5-1005-80 2腹杆g-e 79.2 2.305 4.611 2L705 13.74 57.6 150 5-1005-80 2K-f 0 0.93.490=3.141 2L63 512.3 0 200 5五、节点设计1、下弦节点“b”先计算腹板与节点板的连接焊缝：B-b 杆肢背及肢尖焊脚尺寸分别取 hf1=8mm，h f2=6mm，则所需焊缝长度：肢背： 用 200mmmlw1826087.24331 肢尖： 用 140mml 3.31腹杆 C-b 和 D-b 的杆端焊缝同理计算，其中 C-b 杆件内力较小，焊缝按构造采用。其次验算下弦杆与节点板的可、连接焊缝，内力差 N=Nbc-Nab=747.5-296.8=450.7KN。由斜腹杆焊缝决定的节点板尺寸，量得实际节点板长度为 43.5cm，肢背及肢尖焊脚尺寸均取为6mm，则计算长度 lw=43.5-1.2=42.3cm。肢背焊缝应力为： 223 /160/5.84267.01453 mfmw2、上弦“B”节点（见附图 4）同样先计算腹杆 B-b、B-a 的杆端焊缝，方法同上。由腹杆焊缝决定的节点板尺寸，实际量得节点板长
