鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)計(jì)算書屋架形式、尺寸、材料選擇及支撐布置1.5m×6m大型鋼筋混凝土屋面板計(jì)算跨度：=L-300=23700mm端部：=2000mm中部：H=3185mm荷載和內(nèi)力計(jì)算（1）荷載計(jì)算懸掛管通0.1KN/兩氈三油上鋪小石子0.35KN/找平層0.4KN/鋼筋混凝土層面板1.4KN/積灰荷載0.5KN/雪荷載0.7KN/屋架及支撐自重0.12+0.011×24=0.384KN可變荷載1.2KN/恒荷載2.801KN/（2）荷載組合永久荷載起控制作用：雪荷載：=1.4=0.7積灰荷載：=1.4=0.9=（1.35×2.801+1.4×0.7×0.7+1.4×0.9×0.5）×1.5×6=45.88KN/可變荷載起控制作用的組合：雪荷載起控制作用=1.2×2.801+1.4×0.7+1.4×0.9×0.5）×1.5×6=44.74KN/積灰荷載起控制作用：=（1.2×2.801+1.4×0.5+1.4×0.9×0.7）×1.5×6=44.49KN/故節(jié)點(diǎn)荷載取為45.88KN/=8=367.04KN腹桿最大內(nèi)力-516.4KN選用中間節(jié)點(diǎn)板厚度為12mm支座節(jié)點(diǎn)板厚度為14mm截面選擇（1）上弦；整個(gè)截面不改變，按最大內(nèi)力計(jì)算：=-700.6KN=150.8cm=300.0cm（層面板寬度）假定λ=70ψ=0.751選用兩根角鋼組合截面繞x軸，y軸失穩(wěn)均為b類A===43.39===2.15cm==300/70=4.29cm選用2L100×12A=45.6=3.03cm=4.64cm截面驗(yàn)算：===49.74===64.66＜[λ]=150剛度符合b類=0.783雙角鋼T型截面繞對(duì)稱軸（y）軸應(yīng)按彎扭屈曲計(jì)算長(zhǎng)細(xì)比b/t=10/1.2=8.33＜=17.4所以=（1+）=64.66×（1+）=67＞所以ψ=0.756σ===203.23N/＜f=215N/整體穩(wěn)定滿足要求。局部穩(wěn)定==7.33＜(10+0.1λ)=（10+0.1×68.9）=16.9局部穩(wěn)定滿足要求。填板：角鋼對(duì)平行于填板自身形心軸的回轉(zhuǎn)半徑==3.03cm壓桿：填板間距≤40i=121.2cm所以填板每個(gè)節(jié)間放一個(gè)l=75.35cm＜121.2cm節(jié)間有節(jié)點(diǎn)板。（2）下弦：不改變截面，按最大內(nèi)力計(jì)算：=708.88KN(受拉)=600cm=1200cm拉桿不用考慮整體穩(wěn)定性只考慮長(zhǎng)細(xì)比與強(qiáng)度A=N/F=708.88/215=3297=32.87=2所以宜選用不等邊角鋼短肢相并選2L100×80×10A=34.4=2.35cm=4.85cmσ=N/A=708.88/34.4=206.1N/＜215N/強(qiáng)度驗(yàn)算合格。===255.3===247.4查表4.1受拉構(gòu)件容許長(zhǎng)細(xì)比一般桁架[λ]=350＜[λ]＜[λ]剛度滿足。填板：角鋼對(duì)平行于填板自身形心軸的回轉(zhuǎn)半徑=3.12拉桿：填板間距≤80=249.6cm取=200cm即下弦桿每個(gè)節(jié)點(diǎn)間有2塊填板，節(jié)間有節(jié)點(diǎn)板。（3）斜腹桿eq\o\ac(○,1)桿件a-d：N=-516.4KN=173cm=356.1cm假定λ=70ψ=0.751A===3198.2=31.98===2.47===5.09選2L140×90×8A=36=2.59cm=6.80cm(短肢相并)截面驗(yàn)算：==66.79==53.72＜＜[λ]=150所以滿足剛度要求。b類ψ=0.77雙角鋼T型截面繞對(duì)稱軸（y）應(yīng)按彎扭屈曲計(jì)算長(zhǎng)細(xì)比短肢相并：b/t=140mm/8mm=17.5＞=14.6=3.7×(1+)=3.7×（1+）=67.48＞=67.48＜[λ]=150剛度滿足要求。整體穩(wěn)定驗(yàn)算：ψ=0.766σ===187.26N/＜f=215N/整體穩(wěn)定滿足要求。局部穩(wěn)定：==16.5＜(10+0.1)=16.9局部穩(wěn)定滿足要求。d-C桿與ad桿采用相同角鋼。驗(yàn)算dc桿：N=-464.13KN=1923mm=3561mm=2.59cm=6.8cm剛度驗(yàn)算;==72.25＜[λ]=150==53.72＜[λ]=150剛度滿足要求。最大，取=72.25計(jì)算，ψ=0.737整體穩(wěn)定性驗(yàn)算：σ===174.9N/＜f=215整體穩(wěn)定性滿足要求。則aC選用2L140×90×8填板：角鋼對(duì)平行于填板自身形心軸回轉(zhuǎn)半徑=4.5cm填板間距＜40=180cm則a-d,d-C之間各設(shè)一填板。eq\o\ac(○,2)豎桿：b-EN=-91.66KN=2585mm×0.8=2068=2585mm受壓構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比限值[λ]=150由于力小桿件長(zhǎng)，所以假設(shè)λ=100ψ=0.555A===768.2=7.68==20.68mm=2.07cm==25.85mm=2.59cm選2L70×5A=13.76=2.16cm=3.31cm截面驗(yàn)算：==95.7＜[λ]=150==78.1＜[λ]=150等邊角鋼繞對(duì)稱軸y換算長(zhǎng)細(xì)比：==14==21.42＜所以=（1+）=78.1×（1+）=83.43＞＜[λ]剛度滿足要求。由取ψ=0.583σ===114.26N/＜f=215N/整體穩(wěn)定性滿足要求。局部穩(wěn)定：==13＜(10+0.1λ)=19.6局部穩(wěn)定滿足要求。填板：角鋼平行于填板自身形心軸回轉(zhuǎn)半徑：=2.16cm壓桿＜40=86.4cm則b-E軸放兩塊填板。桿A-dE-eE-fI-g受拉，且受力均小，考慮角鋼肢寬不得小于45mm，厚度不宜小于5mm。避免施工混亂以及方便施工，選用2L50×5角鋼組合。A=9.6=1.53=2.53強(qiáng)度：=66.29KNσ==69.29N/＜f=215N/強(qiáng)度滿足要求。這些桿件中長(zhǎng)度最長(zhǎng)的是I-g桿則=2299×0.8=1839.2mm=183.9cm=2299mm=229.9cm==120.2＜[λ]=350==90.9＜[λ]=350剛度滿足要求。桿I-c，容許長(zhǎng)細(xì)比[λ]=200N=44.91選用2L50×5角鋼組合。=3185×0.9=2867mm=3185×0.9=2867mm==166.5＜[λ]==125.9＜[λ]剛度、強(qiáng)度均滿足要求。填板：角鋼平行于填板自身形心回轉(zhuǎn)半徑=1.53cm拉桿：≤80=122.4cmI-c之間放兩塊填板，A-dE-fE-eI-g之間放一塊填板。③桿b-ee-c桿宜采用相同型鋼組合，且不截?cái)唷?313.55KN受拉=188.6cm=377.2cm拉桿只考慮強(qiáng)度與剛度A==313.55/215=1458.4=14.58＞2所以宜選用不等邊角鋼短邊相并。選用2L70×45×7A=15.32=1.25=3.69截面驗(yàn)算：A=15.32＞14.58強(qiáng)度滿足要求。==120.72＜[λ]=350==102.2＜[λ]=350剛度滿足要求。填板：角鋼平行于填板自身形心軸回轉(zhuǎn)半徑=220cm＜80=176cm每個(gè)桿間放一個(gè)填板。④桿A-a：N=-62.77KN=2000mm=2000mm受力小，長(zhǎng)度大，設(shè)λ=100ψ=0.555A===5.26==2cm==2cm選用2L63×5A=12.28=1.94cm=3.04cm截面驗(yàn)算:===103.1==65.8等邊角鋼繞對(duì)稱軸y軸這算長(zhǎng)細(xì)比：==12.6＜==18.4=（1+）=65.8×（1+）=70.7＜取λ==103.1＜[λ]=150剛度滿足要求。ψ=0.535σ===95.54N/＜f=215N/整體穩(wěn)定性滿足要求。局部穩(wěn)定：==11.6＜(10+0.1λ)=20.3局部穩(wěn)定滿足要求。填板：角鋼平行于填板自身形心軸回轉(zhuǎn)半徑：=1.94壓桿：＜40=77.6cm則A-a桿之間放兩塊填板。桿B-dD-eF-fH-g長(zhǎng)度及受力均小于A-a桿且角鋼肢寬不得小于45mm，厚度不宜小于5mm。為便于進(jìn)材和施工所以B-dD-eF-fH-g桿采用與A-a桿相同型鋼組合。填板：B-dD-eF-f之間放一塊填板H-g間放一塊填板。⑤桿b-ff-G宜采用相同型鋼組合，且不截?cái)唷?-104.01KN受壓=2081×0.8=1664.8mm=166.5cm=379.2cm＞2所以宜選用不等邊角鋼短肢相并。假定λ=100ψ=0.555A===871.7=8.72=1.67==3.79選2L70×50×6A=14.52=1.42cm=3.86cm截面驗(yàn)算：==117.3==107.8雙角鋼T型截截面繞對(duì)稱稱軸y軸折算長(zhǎng)長(zhǎng)細(xì)比：==11.667＜==33..296所以可以近似似取=，又＞=所以取λ===117..3＜[λ]=1500剛度滿足足要求。整體穩(wěn)定：ψψ=0.4451σ===1558.833N/＜＜f=2115N//整體穩(wěn)定性滿滿足要求。局部穩(wěn)定：===10..67＜(10+00.1λ)=21..7局部穩(wěn)定定滿足要求求。桿c-gg-G宜采用相相同型鋼組組合且不截截?cái)?，受力力小，主要要選材為了了滿足剛度度要求。所以選用和桿桿b-ff-GG相同的型型鋼組合（2L700×50××6）。填板：角鋼平平行于填板板自身形心心軸回轉(zhuǎn)半半徑=22.38ccm壓桿：＜400=95..2cm所以b-ff-GGc--ggg-G間各自放放兩塊填板板。截面材料匯總總：桿件名稱桿件號(hào)碼內(nèi)力設(shè)計(jì)值（KN）計(jì)算長(zhǎng)度（mm）所用截面截面積()計(jì)算應(yīng)力N/容許長(zhǎng)細(xì)比[[λ]桿件端部的角角鋼肢背肢肢間焊縫（mm）填板數(shù)(每節(jié)間)上弦桿H-G-700.661.5073.0142L100××1245.6203.2331501下弦桿c-b708.8886.00012.00002L100××80×11034.4206.13501腹桿A-a-62.7772.0002.0002L63×5512.2895.541502A-d66.521.632××0.8==1.30061.6322L50×559.669.293501a-d-516.4401.731.732L140××90×8836187.2661501d-C-464.1131.923××0.8==1.53381.9232L140××90×8836174.91501B-d-46.4551.053××0.8==0.84421.0532L63×5512.2842.741501C-e313.5551.8863.7722L70×445×715.32204.6773501e-b270.3661.8863.7722L70×445×715.32176.2333501D-e-59.2441.292××0.8==1.03341.2922L63×5512.2857.361501E-e47.572.081××0.8==1.66652.0812L50×559.649.553501E-b-91.6662.585××0.8==2.06682.5852L70×5513.76114.2661502E-f33.441.886××0.8==1.50091.8862L50×559.634.833501F-f-45.8111.292××0.8==1.03341.2922L63×5512.2844.431501b-f-104.0012.081××0.8==1.66653.7922L70×550×614.52158.8331502f-G-67.0772.081××0.8==1.66653.7922L70×550×614.52102.41502G-g-17.6662.081××0.8==1.66653.6392L70×550×614.5226.971502g-c-35.5112.081××0.8==1.66653.6392L70×550×614.5254.231502H-g-27.3221.592××0.8==1.27741.5922L63×5512.2828.671501I-g19.712.299××0.8==1.83392.2992L50×559.620.531501I-c44.913.185××0.9==2.86672L50×559.646.782002下弦節(jié)點(diǎn)”bb”各桿截面型號(hào)號(hào)：下弦桿：2LL100**80*110（短支支相并）e-b桿：2L700*45**7（短支相相并）b-f:2L770*500*6（短支相相并）b--e桿：2L700*5節(jié)點(diǎn)板厚度t=122mm最小焊角尺寸寸=1.55=5.22取6mm..b-e桿焊角角尺寸：最最大焊角尺尺寸=1..2t=88.4取8cm..所以b-ee桿肢背焊焊角尺寸==8mm肢尖焊角角尺寸=66mm焊縫長(zhǎng)度肢背：=+2*88=1222mm肢尖：+2*6==73mmmb-f桿：最最大焊角尺尺寸=11.2t==7.2取6mm..所以肢背=6mmm肢尖=6mmm.焊縫長(zhǎng)度肢背+2*66=67肢尖+2*66=36mmm取60mmm.l>40+22*6=552且8+2*66=60b-e桿：最大大焊角尺寸寸：1.2tt=1.22*5=66mm.肢背=6mmm肢尖肢背=+2*6==60肢尖+2*6==33最小焊角角長(zhǎng)度：l=400mm+22*6=552且8+2*66=60mmm.所以肢尖取60mmm.下弦桿與與節(jié)點(diǎn)板連連接焊縫內(nèi)力差ΔN=7008.888-4188.81==290..07kNN節(jié)點(diǎn)板長(zhǎng)長(zhǎng)度l=5559mmm采用=66mm.肢背焊縫縫應(yīng)力為τ==44..19N//<=1600N/.上節(jié)點(diǎn)：“E”各截面型號(hào)：：上弦桿：2LL100**12E-ff:2LL50*55bb-e:22L70**5E-ee:2L550*5節(jié)點(diǎn)板厚厚度t==12mmm最小焊角角尺寸=1.55=5.22取6mm..桿E-fb-EE-ee厚度均為5mm..則最大焊焊角尺寸=11.2*55=6mmm.則肢背焊焊角尺寸=6mmm肢尖焊角角尺寸=6mmm.桿b-E::肢背=+2*6==60肢尖=+2**6=733焊縫最小小長(zhǎng)l>=440+2**6且8+2*66所所以=600mm.則肢尖取60mmm所以小于90kN的都可以以用構(gòu)造焊焊縫桿E-fE--e力太小，按按構(gòu)造施焊焊即可。即即肢背l=600mm肢尖l=600mm。上弦弦桿與節(jié)點(diǎn)點(diǎn)板焊縫：：肢背等用用寒焊縫，節(jié)點(diǎn)板縮縮進(jìn)最小值值0.55t+2==8mm..最大縮進(jìn)tt=12mmm取縮進(jìn)10mmm承受節(jié)點(diǎn)點(diǎn)去荷載：：Q=455.88kkN=t/22=6mmm.==3844mm-112=3336mmQ==116.266N/<=1.222*1660=1995.2NN/肢尖焊焊縫承擔(dān)弦弦桿內(nèi)力差差ΔN=6772.233-6633.8=88.41kkN偏心距e=1000-299.1=770.9mmm偏心力矩M=ΔNe=88.41**70.99mm=7764.4469kNN.mm采用=100mm則ΔNe:==1.779N/對(duì)M===2.9N//則焊縫強(qiáng)強(qiáng)度+=2.998N/<<160NN/上上線節(jié)點(diǎn)“C”各截面型型號(hào)：上弦桿：2L1000*122e--c桿：2L700*45**7dd-c桿：2L1440*900*8節(jié)節(jié)點(diǎn)板厚度度t=112mm，最小焊焊角尺寸==1.5==5.2取取6mm..ee-c桿最大焊焊角尺寸：：=1.22t=8..4mm取8mm..所以肢背取8mm肢尖取6mm..焊縫長(zhǎng)度度：肢背=+2*66=1355mm肢尖=+2*66=82mmm焊縫最小小長(zhǎng)度l>==40+22*且8+2*肢背=800mm肢尖=60mmm所所以肢背取取135mmm肢尖取82mmm.上弦桿與與節(jié)點(diǎn)板的的連接焊縫縫：肢背采用用塞焊縫，節(jié)節(jié)點(diǎn)板縮進(jìn)進(jìn)10mmm承受節(jié)點(diǎn)荷載載Q=4554.888kN=t/22=6mmm肢尖焊縫承擔(dān)擔(dān)弦桿內(nèi)力力差，偏心e=1000－29.11=70..9mm偏心力矩，采采用則對(duì)：對(duì)M：則焊縫強(qiáng)度為為：強(qiáng)度符合合要求。（3）斜腹點(diǎn)點(diǎn)“d”各桿截面面：d-c::2L1440*900*8a--d:2LL140**90*88B--d:2LL63*55A--d:2LL50*55節(jié)點(diǎn)板厚厚度t=112mm,,最小焊角角尺寸1.5取6mm..B-ddA--d力均小于90kNN,由前面計(jì)計(jì)算知B-d,,A-d桿可采用構(gòu)構(gòu)造焊縫，焊角尺寸6mm，長(zhǎng)度60mmm.肢尖焊角角尺寸6mmm,長(zhǎng)度60mmm.ΔN=5116.4--464..13=552.277kN取肢背焊焊縫=8mmm,節(jié)點(diǎn)板長(zhǎng)長(zhǎng)度：l=2447mm計(jì)算長(zhǎng)度度=2477-2*88=2311mm肢背應(yīng)力τ==14..14N//<1600N/滿滿足要求(4)屋背背節(jié)點(diǎn)“I”多桿截面面：上弦桿I-H：2L1000*122I--g:2LL50*55I-c::2L50**5I-c桿桿,I--g桿受力均均小于90kNN,由前面計(jì)計(jì)算數(shù)據(jù)構(gòu)構(gòu)造要求決決定焊縫尺尺寸，肢背背焊縫尺寸寸，支背焊焊角尺寸6mm，長(zhǎng)度60mmm,肢尖焊角角尺寸6mm，焊縫長(zhǎng)60mm。弦桿與節(jié)節(jié)點(diǎn)連接：：ΔN=0，可按構(gòu)構(gòu)造決定焊焊縫尺寸：：=1.22*12==14.44取14mmm.肢尖取8mm..肢肢尖取80mmm肢背塞焊焊縫=6mmm.上上弦桿拼接接計(jì)算：由由于沒(méi)有長(zhǎng)長(zhǎng)肢為100，肢厚為12的不等邊邊角鋼，所所以拼接角角鋼采用與與上弦桿相相同的截面面2L1000*122,除倒菱角角外，豎肢肢應(yīng)切去Δ=t++5mmm設(shè)設(shè)=10mmmΔ=27mmm取取30mm，并按上上弦坡度熱熱彎。拼接接角鋼與上上弦連接焊焊縫再接頭頭一側(cè)的總總長(zhǎng)度。====6244mm共四條焊焊縫，為平平均受力，各各條焊縫實(shí)實(shí)際長(zhǎng)度：：=6224/4++2*100=1766mm拼接角鋼鋼總長(zhǎng)度為為l=2+20=3772mm取400mmm.下下弦桿：2L1000*800*10肢肢背=10mmm,肢尖=8mmm.肢背背=+2*100=1511mm肢肢尖=+2*88=87mmm.(5)支座節(jié)節(jié)點(diǎn)a=1\**GB33①d-aa焊縫肢背=218mmm肢尖=1228mm..A-a桿：22L63**5力小于90kNN可按構(gòu)造造施焊。肢背焊角尺寸寸=6mmm長(zhǎng)