钢结构课程设计豪式屋架文档格式.docx
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在上弦节点处设置檩条，檩条及拉条的布置如下图:
四、荷载计算
1、永久荷载（恒荷载）（对水平投影面）
Gk0.5kN/m2（包括屋面板、保温层、檩条、屋架及支撑等）
2、可变荷载（活荷载）（对水平投影面）
荷载规范规定屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，而采用其中较大者。
本设计中活荷载均小于雪荷载，故只需考虑恒载和雪荷载的组合。
雪荷载基本雪压：
So0.3kN/m2
五、荷载组合
1、恒荷载+全跨雪荷载
2、恒荷载+半跨雪荷载
上弦的集中恒荷载及节点恒荷载
由檩条传给屋架上弦节点恒荷载分别如下图：
507^0
由檩条传给屋架上弦节点活荷载分别如下图:
具体计算过程如下：
1）全跨屋面恒荷载作用下
上弦节点恒荷载标准值：
R=0.52.7877.5/cos0.52.7877.5/0.928511.256kN
2）全跨雪荷载作用下
上弦节点雪荷载：
F2=0.72.7877.5/cos0.72.7877.5/0.928515.758kN
假定基本组合由可变荷载效应控制，则上弦节点荷载设计值
1.211.2561.415.75835.569kN;
若基本组合由永久荷载效应控制，则上弦节点荷载设计值为
1.3511.2561.40.715.75830.638kN。
综上可知，本工程屋面荷载组合由可变荷载效应控制。
六、内力计算
内力组合见下表：
规定杆件受拉符号为正，受压符号为负。
七、截面选择
1、上弦杆截面选择（ABBCCDDE
上弦杆采用相同截面，以节间AB的最大轴力Nab来选择：
Nab335.05kN
上弦杆在屋架平面外的计算长度等于其节间几何长度；
下弦杆在屋架平面外的计算长度为屋架跨度
的一半。
故上弦杆在平面内计算长度为l°
x=278.7cm,平面外计算长度l°
y=278.7cm；
山/山=1，若
获得等稳定条件xyz，则应有iy=ix，选用两等肢角钢相并比较合适。
屋架杆件内力组合表
杆件名称
杆件编号
全跨何载
半跨何载
内力组合
最不利
内力
内力系数
恒荷载标准值
P仁11.256
全跨活荷载标准值
P2=15.758
半跨活荷载标准值
1.2恒
何载
+1.4活
+1.4半跨活荷
载
上弦
AB
-9.42
-106.03
-148.44
-6.73
-106.05
-335.05-
275.71-3
35.05
BC
-8.08
-90.95
-127.32
-5.39
-84.94
-287.39-
228.05-2
87.39
CD
-75.75
-4.04
-63.66
-239.38-
180.03-2
39.38
DE
-60.67
-2.70
-42.55
-191.71-
132.37-1
91.71
下弦
AI
8.75
98.49
137.88
6.25
311.22
256.07
IH
HG
7.50
84.42
118.19
5.00
78.79
266.76
211.61
GF
70.35
3.75
59.09
222.30
167.15
腹杆
BI
0.00
BH
-1.35
-15.20
-21.27
-48.02
CH
0.50
5.63
7.88
17.78
CG
-1.60
-18.01
-25.21
-56.91
DG
1.00
11.26
15.76
35.57
DF
-1.95
-21.95
-30.73
-69.36
EF
3.00
33.77
47.27
1.50
23.64
106.71
73.61
106.61
双角钢截面属于轴心压杆的b类，假定入=100,由上册书附表17查得0.555。
强度设计值
f215N/mm2，根据所设入，截面应该有
329
ANab/
335.0510/0.55521510=28.08cm2;
ixI*/=278.7/100=2.787cm
由于Nab335.05kN，故由下册书P76页表2-8查得支座处节点板厚度为12mm中间节点处节点板比支座处节点板厚度减少2mm为10mm
根据假设的A，ix及iy并注意到节点板厚=12mm
选择截面2L9010
截面面积：
A=217.2=34.4cm2，
回转半径：
ix=2.74cm,iy=4.20cm,用实际截面验算。
yloy/iy278.7/4.20=66.4<
xlox/ix278.7/2.74=101.74<
150（桁架中的受压杆件的容许长细比为150）
对两等肢角钢相并截面，b/t=90/10=9<
0.58l°
y/b=0.58278.7/9=17.96，可取
yz
0475b4
y
（1）=69.06，由max（x,yz）=x=101.7，查表得0.544
loyt
NAB
A
3
355.05102=179.6<
f0.95215204.3N/mm2，所选截面合适。
0.69434.410
2、下弦杆截面选择（AI、IH、HGGF）
下弦杆也采用相同截面，以节间AH的最大轴力来选择：
NAH=311.22kN
lox=258.75cm，l°
y=1035cm
选用截面2L1006
截面面积:
A=211.9=23.8cm2
ix=3.10cm,iy=4.44cm
长细比：
xlox/ix258.75/3.10=83.2<
yloy/iy1035/4.44=233.1<
[]=250
Nah
311.2210322
2130.76N/mm<
f0.95215204.3N/mm
23.8102
下弦杆强度及长细比满足要求，所选下弦杆截面适用
3、腹杆BHCGDF截面选择
NbhNdfNcg-69.36kN
选用截面L805
loylox0.9l0.940403636cm（单系腹杆在斜平面的计算长度为：
支座处斜杆和支座竖杆为I，
其他腹杆处为0.9l）
截面积：
A=15.82cm2
iy=3.56cm,ix=2.48cm
通过用yz和x中大的一个查表得，yz0.320
N
yzA
69360
0.32015.82102
2
=137.0N/mm2<
f
0.95215204.3N/mm2，满足要求。
4、腹杆CHBI、DG截面选择
两者均为拉杆，NohNbiNdg35.57kN，
仍选用截面2L564
A=8.78cm2
ix=1.73cm,iy=2.59cm
验算如下：
N35.5710322
亍40.5N/mm<
A8.7810
yloy/iy3105/2.59=119.8<
xlox/ix0.83105/1.73=143.7<
［入］=250，满足要求。
5、杆件EF截面选择
Nef106.61o
采用2L503组成十字形截面，味=iox=1.96cm
A=23.9=7.8cm2单角钢L504，imin=0.99cmlo=0.9l=4140.9=372.6cm
o=l。
/imin=310.5/1.96=190.1<
200
136.67N/mm2
Nef106.6110
A7.8102
满足截面要求。
将以上计算结果汇总列表如下:
八、屋架节点设计
1、一般杆件连接焊缝
设焊脚尺寸hf=4mm由以下公式求得焊缝计算长度lw
桁架杆件截面选用表
杆件名称
最大内力
（K
N）
截面规
格（mm
截面
面积
cm
计算
长度
lox
（cm）
loy
回转
半径
ix
回转半径
iy
长
细
比
x
y
长细
稳定系数
min
强度
N/
稳定性
N/（mm*mm）
容许长细比
［入］
强度设
计
值
N/（mm*
mm
上弦杆
-335
2L90*10
34.4
278.7
2.74
4.2
101
.7
66.
69
0.554
179.6
150
204
下弦杆
311.
2L100*6
23.8
258.7
1035
3.10
4.44
83.
233
.1
131
250
腹杆
2L50*5
15.8
3636
2.48
3.56
146
.6
102
108
0.32
1
7
-69.
2L56*4
8.78
3105
1.73
2.59
179
.4
119
.8
40.
5
106.
6
2L50*3
十字
7.40
3726
1.96
190190
.1.1
136.6
焊缝实际长度lwlw2hf
（本设计中角钢均为等肢角钢，故分配系数肢背k仁0.7，肢尖k2=0.3）
同时按规定，角焊缝强度设计值应予以折减，再考虑轻型钢结构乘以折减系数0.95
具体计算汇总如下表：
屋架杆件连接焊缝表
杆件名称
杆件编号
截面规格
（mm）
杆件内力
（kN）
肢背焊脚尺寸
hf1（mm）
肢背焊缝长度
lw（mm）
肢尖焊脚尺寸
hf2（mm）
肢尖焊缝长度
lw（mm）
下弦杆
2L1006
265
120
50
45
2L805
56.91
55
斜腹杆
70
2L564
竖腹杆
2L503
100
注：
表中焊缝长度由公式计算不足45mm勺按45mn设计。
2、支座节点A（见附图）
为了便于施焊，下弦杆肢背与支座底板顶面的距离取125mm锚栓用2M20螺栓位置尺寸下图。
在
节点中心线上设置加劲肋，加劲肋高度与节点板高度相等。
（1）支座底板计算
支座反力：
R6P（1.20.51.40.75）0.747.5222.5715kN
设a=b=120mma142120169.7mmb1=84.8mm
支座底板承压面积为A240240220224050=52300mm2
板下压应力：
q—222.5715=4.26N/mm2<
10N/mm2
A52300
底板弯矩（按两相邻边支承板计算），按如下公式计算：
由色8480.5，查钢结构设计手册得=0.06。
q169.7
Mqa；
0.064.26169.727360.79Nmm
支座底板厚度J67360.7914.7mm取16mm
vfY0.95215
（2）加劲肋与连接板的连接焊缝
假定一块加劲肋承受屋架支座反力的四分之一，即：
-222.5755.6425kN
44
焊缝受剪力V=55.6kN,偏心距e为加劲肋宽度的一半
12020弯矩MVe55.62782.125kNmm,
设焊缝hf=6mm焊缝计算长度lw1602022hf=160-40-12=108mm
f—正面角焊缝强度设计值增大系数，对承受静力荷载和间接动力荷载的屋架
承受动力荷载的屋架f=1.0.
f=1.22，对直接
R
0.7fhflw
焊缝应力由公式得
可见，肢尖焊缝安全。
3、上弦节点B（见下图）
节点板与上弦角钢肢背采用槽焊缝连接，假定槽焊缝只承受屋面集中荷载P。
节点板与上弦角钢肢
尖采用双面贴角焊缝连接，承担上弦内力差N。
节点B的塞焊缝不控制，仅需验算肢尖焊缝。
上弦采用等边角钢，肢尖角焊缝的焊脚尺寸hf2=5mm则角钢肢尖角焊缝的计算长度
心弯矩MNe47.6610365=N-mm
则由公式得:
4、上弦节点D（见附图）
因上弦杆间内力差小，节点板尺寸大，故不需要再验算
5、屋脊节点E（见附图）
上弦杆件节点荷载P假定由角钢肢背的塞焊缝承受，同上按构造要求即可满足，无需验算
（1）上弦杆件与拼接角钢之间，在接头一侧的焊缝实际长度为：
采用拼接角钢长l2250（10~20mm）213010270mm，实际拼接角钢总长可取为300mm
（2）上弦杆角钢与节点板的连接焊缝，以上述轴心力的15%按如下公式计算：
hf=4mme=55mm
316
则角钢肢尖角焊缝的计算长度lw240〒2410235mm，N=15%191.71=28.7565kN，
偏心弯矩MNe28756.565=1869172.5N-mm
由公式得：
可见，肢尖焊缝满足要求。
&
下弦拼接节点F（见附图）
（1）拼接角钢与下弦杆，用相同规格，选用2L1006,下弦杆与拼接板角钢之间的角焊缝的焊脚
尺寸采用hf=4mm由如下公式求得下弦杆件与拼接角钢之间在接头一侧的焊缝长度为:
当采用等强拼接时，NAf
1W--2hfAf-2hf23.8100.9521524293.5mm取300mm拼接角
40.7hfff-40.7hfff-40.740.95160
钢的长度丨21-10=2300+10=610mm接头位置视材料长度而定，最好设在跨中节点处，当接头不在节点时，应增设垫板。
（2）下弦杆与节点板，连接焊缝按杆件内力的15%+算。
肢背焊缝的焊脚尺寸hf=4mm由公式得焊缝长度为：
肢尖焊缝的焊脚尺寸hf=4mm由公式得焊缝长度为:
100mm
由以上计算可知，下弦角钢与节点板的连接焊缝长度是按构造要求确定的，取
九、设计图
1、屋架、支撑平面布置图（见附图）
2、安装节点图（见附图）
3、屋架详图（见详图）
62782103
20.71.2261082
=139.64N/mm2<
ff：
0.95160152N/mm2
（3）支座底板的连接焊缝
假定焊缝传递全部支座反力R=222.575kN,设焊缝hf=8mm支座底板的连接焊缝长度为
lw2（2402hf）4（1204102hf）2（24028）4（12041028）808mm
由公式得
=40.319N/mm2<
ffw0.95160152N/mm2，满足要求
0.71.228808
（4）上弦杆与节点板的连接焊缝
N=-335.05kN，节点板与上弦角钢肢尖采用双面角焊缝连接，承担上弦内力。
节点板与上弦角钢肢背采用槽焊缝连接，hf10.5t10.5105mm，其中右为节点板厚度。
因塞焊缝一般不需控制,因此只验算肢尖焊缝。
肢尖角焊缝的焊脚尺寸hf2=5mm则角钢肢尖角焊缝的计算长度lw16036025510mm，上弦杆内力差N=-335.05kN，偏心弯矩MNe335.05103（9025）=Nmm
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