三角形鋼屋架計算實例

1、普通鋼屋架設(shè)計實例1 設(shè)計資料北京地區(qū)一單跨廠房屋蓋，跨度24m，長度114m，柱距6m。屋架采用24m芬克式三角形鋼屋架，屋架簡支在鋼筋混凝土柱上，上柱截面為400mm400mm，混凝土強度等級為C20級，柱網(wǎng)采用封閉軸線。廠房內(nèi)設(shè)有一臺起重量為Q=30t的中級工作制橋式吊車。鋼材為Q235鋼，井具有機械性能四項，抗拉強度、伸長率、屈服點、180冷彎試驗和碳、硫、磷含量的保證；焊條采用E43型，手工焊。0.24kNm2，檁條采用槽鋼。屋面均布活荷載為0.30kNm2；基本雪荷載為0.30kNm2。屋架形式及幾何尺寸：屋面坡度i=12.5，屋面傾角計算跨度為弦長度為?arctg?1/2.5?2

2、148，屋架l0?l?300?23700mm，屋架跨中高度為 H?23700/5mm?470mm，上，取6節(jié)間，節(jié)間長度為度為?scos?2127?0.9285?1975mm。如圖9-18示。圖9-18屋架幾何尺寸及內(nèi)力2 支撐布置根據(jù)廠房長度為120m?60m，跨度l=24m和有橋式吊車的情況，在廠房兩端第二柱間和廠房中部設(shè)置三道上弦橫向水平支撐、下弦橫向水平支撐及垂直支撐；并在上弦及下弦各設(shè)三道系桿。上弦因有檁條亦可不設(shè)系桿。如圖919示。1 / 5圖9-19 屋蓋支撐布置（a）上弦支撐系統(tǒng)、（b）上弦支撐系統(tǒng)、（c）上弦支撐系統(tǒng)3 檁條布置1檁條布置檁條采用槽鋼檁條，每節(jié)間放兩根，檁距為

3、21273=709mm，檁條跨中設(shè)一根拉條。 Sk?1.25?0.3?0.375中波石棉瓦重 本絲板重kNm2。雪荷載與活荷載不同時考慮，取較大值，按雪荷載計算。Sk?0.2?0.709?0.14Sk?0.24?0.709?0.17攘條和拉條重?0.10 合計gk1?0.41雪荷載重qk1?0.375?0.709?cos?0.24 2檁條均布荷載設(shè)計值?g1?q1?1.2?0.41?1.4?0.24?0.828 KN/m?g?g3內(nèi)力計算1y?q1y?g1?q1?sin?0.828?0.3714?0.308?q1y?g1?q1?cos?0.828?0.9285?0.769 KN/m KN/m1

4、yMx?11g1y?q1y?l2?0.769?62?3.461?88 KN KNmMy?1?1?g1x?q1x?l2?0.308?32?0.347KNm 試選8號槽鋼8，自重0.08KN/m，A?10.24cm，h?80mm，33b?43mm，tw?5mm，t?8mm，Wx?25.3cm，WyB?5.79cm，WyA?16.6/1.43?11.63cm3及受力情況如圖9-20所示。驗算點A（壓）2 / 5，Ix?101.3cm4，?x1?1.05，?yA?1.05，?yB?1.2。截面MyMx346100034700 ?33?xWnx?yWny1.05?25.3?101.05?11.61?10

5、?158.77N/mm2?f?215N/mm2驗算點B（拉）MyMx346100034700 ?33?xWnx?yWny1.05?25.3?101.2?5.79?10?158.77N/mm2?f?215N/mm2滿足強度要求。5整體穩(wěn)定性驗算 因在檁條跨中設(shè)有一道鋼拉條，故可不進行該項驗算。6剛度驗算 驗算與屋面垂直平面的相對撓度，按短期荷載效應(yīng)組合進行。 荷載標(biāo)準(zhǔn)值?gk1?qk1?0.41?0.24?0.65 KN/m?gk1y?qk1y?gk1?qk1?cos?0.65?0.9285?0.604 KN/m？10槽鋼強度和剛度均滿足要求。34 屋架設(shè)計 公式計算屋架和支撐自重，最后折算為屋

6、架上弦節(jié)點荷載。因為屋面坡度較小，風(fēng)荷載為吸力，可不考慮風(fēng)荷載和積灰荷載影響。 檁條作用在屋架上弦的集中力為FQ?2?g1?q1?l/2?2?0.828?6/2?4.968KN屋架和支撐自重，按輕屋蓋估算g2?l?0.01?23.7?0.237 KN/m2節(jié)點荷載設(shè)計值為3 / 5F?3FQ?g2a?6?3?4.968?0.237?1.975?6?17.748 KN 節(jié)點荷載F?17.7489l)最不利內(nèi)力組合設(shè)計值，見表9-3。表9-3屋架桿件內(nèi)力組合設(shè)計值 桿件 AB BC上弦桿 CD DE EF FG AH下弦桿HIIJDIBH、GHEK、FK 腹桿 HD、DKIKKGGJ 內(nèi)力系數(shù) -

7、14.81-13.66-14.07-13.70 -12.55 -12.95 +13.75 +11.25 +7.50 -2.79 -1.21 -1.21 +2.50 +3.75+6.25 0.00 內(nèi)力設(shè)計值/Kn (F=17.748kN) -262.85 -242.44 -249.71 -243.15-222.74 -229.84 +244.04 +199.67 +133.11 -49.52 -21.48 -21.48 +44.37+66.56 +110.93 0.00 符號同上 正為拉桿 負(fù)為壓桿 備注 上弦桿局部彎矩計算。按兩跨連續(xù)梁計算，如圖9-21示4圖9-21節(jié)點荷載上弦桿局部彎矩圖

8、端節(jié)間：M0?FQl/3?4.968?1.975/3?3.271KNm 中間節(jié)間及節(jié)點：M2?0.6M0?0.6?3.271?1.963KNm3桿件截面選擇先將各桿件內(nèi)力設(shè)計值、幾何長度、計算長度入表9-4 內(nèi)，分別計算各桿件需要的截面及填板，然后，填入表中。按弦桿最大內(nèi)力-262.85kN，由表94選出中間節(jié)點板厚度為l0mm，支座節(jié)點板厚度為12mm。M2?1.963kNm；故該桿應(yīng)按壓彎桿計算。1)強度驗算。截面強度驗算由負(fù)彎矩控制。4 / 5FNMx262.85?1031.963?106 ?23An?xWnx27.6?101.2?36.2?10?140.4N/mm2?f?215N/mm22)彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定性驗算。?x?l0 x/ix?212.7/3.09?68.8?150，按b類截面查附錄（軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)表），?x?0.758FEx?2EA/?x2?2?206?103/?68.82?103?1185.5kN按有端彎矩和橫向荷載同時作用使弦桿產(chǎn)生反向曲率，故取等效彎