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1、1. 设计资料某单跨单层厂房，长度72米，柱距6米，跨度24米，屋架铰接于混凝土柱上，混凝土强度等级C30. 柱顶截面尺寸为400mm*400mm。屋面采用6.0m*1.5m大型屋面板，屋盖（包括屋架和支撑）均布荷载标 准值为3.5kN/m2 .屋面均布活荷载标准值为0.50kN/m2。钢材采用Q235-BF，焊条采用E43型， 手工焊。2. 结构形式、尺寸、材料选择及支撑布置选用平坡梯形钢屋架，i=l/10。屋架计算跨度10 = 24-0.15x2二23.7m，端部高度取H0=2m，中部高 度H = 3.2m；屋架杆件几何长度见施工图（跨中起拱按1/500考虑），钢材选用Q235-B，焊条采
2、用E43 型，手工焊。设置上、下弦横向水平支撑，下弦纵向水平支撑，垂直支撑和系杆。其布置如图：上咖水平支撑3. 荷载和内力计算1)荷载计算恒荷载： 3.5kN / m2 ,活荷载： 0.50kN / m22)荷载组合 按可变荷载效应控制的组合：F 二(1.2x 3.5 +1.4x 0.5)x 1.5 x 2x 6 二 88.2kNd其中，永久荷载的荷载分项系数丫 = 1.2 ；屋面活荷载的分项系数丫 = 1.4Q1Q1按永久荷载效应控制的组合：F 二(1.35x 3.5 +1.4x 0.5) x1.5 x 2x 6 二 97.6kNd其中，永久荷载的荷载分项系数丫 = 1.35 ；G屋面活荷载
3、的分项系数Y = 1.4,Q1故节点荷载取为97.6kN，支座反力为R = 4F = 390.4kNdd3)内力计算求得全跨荷载作用下屋架各杆件的内力。其内力设计值见图(a)4. 截面选择腹杆最大内力543.6 kN,查表7.4，选用中间节点板厚度为t二12mm，支座节点板厚度14mm。 (1)上弦整个上弦不改变截面，按最大内力计算：N =7 2 0. 0N l 二301.6cm, l 二300.0cm (l 取两块屋面板宽度)。ma x0x0y1选用 2160X12, A = 74.9cm2, i = 4.95cm, i = 7.03cm , W = 208.6x 2 = 417.2cm3x
4、 y 1 x验算强度F 97.6Q = -d = 48.8kN ,2 2Ql48.8x3.016M = 0.6 M = 0.6 x = 0.6 x= 22.1kN - mx044NM+A Y Wx nx720 x10322.1x106+74.9 x1021.05 x 417.2 x103=146.6 N mm2 f = 215 N mm2验算弯矩作用平面内的稳定 = 1节=甥=609 =150 （b 类）o x = 614x兀 2 EA 兀 2 x 206000 x 74.9 x102N = 3729kNEx 1.1 九 21.1x 60.92xM0= 0.65 + 0.351 = 0.65m
5、xM2N卩M+xxOxA Y w （1-0.8 二）x 1 xN Ex720 x 1030.65 x 22.1x1060.614x74.9x 102 1.05x417.2x103 x（1-0.8x2?）3729=184.3 N. mm2nf = 215 N. mm2验算弯矩作用平面外稳定l 3000y = 42.7 X = 150i 7.03y（b类）0 = 0.807,0 = 1 - 0.0017X = 0.898,0 = 0.65,n = 1.0 ybytxN0Mn tx x-0 A0 Wyb 1 x720x1030.65x 22.1x106=+1.0 x0.807 x 74.9 x 10
6、20.898 x 417.2 x 103=157.5 N.mm2 f = 215 N mm2填板每个节间放两块（满足/范围内不少于两块），l = 100cm40i = 40x4.95 = 198.0cm1a2）下弦 下弦也不改变截面，按最大内力计算。N= 735.9kN, / = 600cm, / = 1200cm，连接支撑的螺栓孔中心至节点板边缘的距离约为max0x0 y100mm，可不考虑螺栓孔削弱。选用 2 140X90X10 （短肢相并），A = 44.6cm2,i = 2.56cm,i = 6.77cmxy6002.56=234.4 l= 3501200677=177.3 x = 3
7、50N735.9 xl03Q =A44.6x102=165 N mm 2 f = 215 N . mm 2填板每个节间放两块， l = 200cm 80i = 80x 4.47 = 357.6cmn13）斜腹杆杆件 B-F: N = -543.6kN,l = l = 366.0cm0x 0 y选用 2 140X90X12 （长肢相连），A = 19.7x2 = 52.8cm2,i = 4.44cm,i = 3.77cm xy九=82.0 x= 150x 4.43九=98.0 x= 150y 3.7790.48l=9.0 X，故由X按b类查表4.2得9 = 0.483 yz y yzNQ =9A
8、543.6 x1030.48 x 52.8 x102=214.5 NJ mm2 f = 215 N. mm2填板放两块， l = 122cm 40i = 40 x 4.44 = 177.6cm 。 a杆件 B-G： N = 293.6kN ， l = l = 378.0cm0x0 y选用 2 140X90X10 （长肢相连），A = 44.6cm2,i = 4.47cm,i = 3.73cm xyX = 84.6 x = 150x 4.47X =药=101.3 x = 150y 3.73b = 190 二 9 九，故由九 按b类截面查表得申=0.483 yz y yzg 二竺二293.6x13
9、二 137.1 N mm2 f 二 215N mm2p A 0.48 x 44.6 x102丿填板放两块，l = 126cm 80i = 80xl.96 = 156.8cm。a杆件D-G： N = -116.4kN ,内力不大，接受压杆长细比控制截面（不考虑由于半跨作用下，引起屋架跨中部分斜杆变号的受力情况)。l = 0.8x418 = 334.4cm,l = 418cm。 0 xoy选用 275X5, A = 14.82cm2,i = 2.32cm,i = 3.50cm xy334.4九=3344 = 144.1 150x 2.32334.4九=匕2 = 95.5 150y 3.50N 11
10、6.4g= 78.5 f = 215N / mm2A 14.82内力较小可按k选择截面。填板放一块， l = 167.2cm 80i =198.4cm 。 a杆件 D-h： N = 32.5kN, l = 0.8 x 418 = 334.4cm, l = 418cm0x0 y=鮎=巴=2.23cm150= 2.79cml 418-0 lx150选 270X4， A=11.14cm2,i =2.18cm,i =3.29cm， xy填板放 3 块，l 104.5cm 40i 40 x3.29 =131.6cm a其余杆件截面选择见下表。需要注意的是连接垂直支撑的中央竖杆采用十字形截面，其斜平面计算
11、长度l 0.9l，其他腹杆除 a f、f b 外，l 0.8l。00 x屋架杆件截面选用表杆件 名称杆 件 号内力设计 值（kN）计算长度（m）所用截面截面积cm 2容许长细x填 板 数l0 xl0 y上弦杆D-e-7203.0163.0002L160X1274.91502下弦杆G-h739.56.000120002L140X90X1044.63502腹杆B-F-543.63.6603.6602L140X90X1052.81502B-G293.63.0243.7802L140X90X1044.63502D-G-116.43.3444.1802L75X514.821501D-h-32.53.34
12、44.1802L70X411.141503A-F-48.82.0152.0152L50X59.61503C-G-97.62.3402.6002L70X513.741502e-h45.42.8803.2002L50X59.615035. 节点设计（1）下弦节点G （如图）下弦节点G先算腹杆与节点板的连接焊焊缝：B-G杆肢背及肢尖焊缝的焊脚尺寸取h = 8mm,h = 6mm，贝I所f1 f 2 需焊缝长度（考虑起灭弧缺陷）：肢背lw12 3x293.6xlO32 x 0.7 x 8 x160+ 2 x 8 = 125 mm ,用 130mm;肢尖lw11 3 x 293.6 x 1032 x 0
13、.7 x 6 x160+ 2 x 6 = 84mm ,用 90mm腹杆 C-G， D-G 的杆端焊缝同理计算。其次验算下弦杆与节点板连接焊缝，内力差AN = 7395-423.1 = 316.43。由斜腹杆焊缝决定节点板尺寸，量得实际节点板长度是44.0cm,角焊缝计算长度lw = 44.0 1-2 = 42-8cm，采用hf = 6mm , 肢背焊缝应力为：2 3 x 316.4 x1032 x 0.7 x 6 x 428=58.7 Nw = 160 N mm2（2）上弦节点B （如图）沒0485上弦节点B腹杆B-F杆肢背及肢尖焊缝的焊脚尺寸取取 1 = 8mm，-2= 6mm ，则所需焊缝长度（考虑起灭弧缺陷）：肢背lw12 3 x543.6 x103f2 x 0.7 x 8
