18米跨度钢结构带节点详图

一、设计资料：

1.某厂房总长度60m，跨度为18m.，柱距6m。车间内设有两台30/5吨中级工作制吊车。屋架端高1900mm,屋面坡度为1/10,置于钢筋混凝土柱上，上柱截面400x400，柱的混凝土强度等级为C25，无檩屋盖体系，采用1.5×6.0m。计算最低温度-200C。采用1.5×6.0m预应力混凝土大型屋面板和卷材屋面。

二、结构形式与布置图：

屋架支撑布置图如下图所示。

1507.51507.55.7051DCAB229028641507.51507.51507.5F25903124G289050.A0.000-0.5-6.50219903001.01.01.1.01.001.2800 812+0.0-1.-0.69082150470+3.c962+7.e+9.279ag -0.41350ceg0-1.-3.3a279+9.620-1.+0.615406+0.620.00.344-0.5-4.7540-1.-1.80.00.5810.17+1+1+2.537c+5.325e+5.312g+3.967e'+1四、荷载计算与组合

1、荷载计算

预应力混凝土大型屋面板 1.40kN/㎡×1.35=1.89kN/m2 三毡四油防水层 0.4kN/㎡×1.35=0.54kN/m2 找平层（20mm厚） 0.4kN/㎡×1.35=0.54kN/m2 泡沫混凝土保温层 （80mm） 0.48kN/㎡×1.35=0.648kN/m2 钢屋架和支撑自重 （0.12+0.011×30）×1.35=0.608kN/㎡ 管道荷载 0.1×0.35=0.135 kN/㎡ 永久荷载总和 4.361 kN/㎡

屋面活荷载 0.5×1.4=0.7kN/㎡ 积灰荷载 0.5×1.4=0.7kN/㎡ 可变荷载总和 1.4 kN/㎡

0061 CB-6.221+4.73ED993-8.+1.88GF-9.102-9.1024-0.623128260.5A252464a.18米跨屋架(几何尺寸) b.18米跨屋架全跨单位荷载

作用下各杆件的内力值

01.1.01.001.01.F01.GF'E'D'-3.357C'B'A'-1.8500.0013a49

CB000-4.3710.ED636-5.-4.551+06-1.3-1.+3.1585-1.7-1.c . 18米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值

.5403205+2.637c'20+0.93348a'

2、荷载组合

计算屋架杆内力时，应考虑如下三种荷载组合： 1全跨永久荷载+全跨可变荷载

F=（4.361+1.4）×1.5×6=51.849kN

2全跨永久荷载+半跨可变荷载 全跨节点永久荷载：

F1=4.361×1.5×6=39.249 kN

半跨节点可变荷载：

F2=1.4×1.5×6=12.6 kN

3全跨屋架（包括支撑）自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载 全跨节点屋架自重：

F3=0.608×1.5×6=5.47kN

半跨节点屋面板自重及活荷载：

F4=（1.89+0.5）×1.5×6=21.51 kN

四、杆件截面设计

腹杆最大内力，N=448.43kN（压），由屋架节点板厚度参考可知：支座节点板刚度取12mm；其余节点板与垫板厚度取10mm。

屋架杆件内组合表

注：表内负责表示压力：正值表示拉力。 表1 杆件 名称 AB 上 BCD 弦 DEF FG 下 a-c c-e 弦 e-g aB Bc cD De eF Fg Aa Cc Ee Gg 内力系数(F=1) 1 全跨○0.00 -6.22 -8.99 -9.10 3.47 7.96 9.28 -6.50 4.74 -3.38 1.88 -0.69 -0.46 -0.50 -1.00 -1.00 0.81 左半 2 全跨○0.00 -4.37 -5.64 -4.55 2.54 5.33 5.31 -4.75 3.16 -1.86 0.54 0.62 -1.63 -0.50 -1.00 -1.00 0.46 右半 3 全跨○第一种 组 合 1 F×○第二种组合 第三种组合 1+ F1×○1+ F3×○1+ F3×○1+ F1×○2 2 3 3 F2×○F2×○F4×○F4×○0.00 0.00 0.00 0.00 -300.19 -255.72 -126.17 -65.81 -421.91 -381.71 -166.04 -111.48 -406.68 -406.68 -140.44 -140.44 169.19 140.89 72.74 34.34 379.45 332.03 155.03 90.68 426.45 402.72 159.27 -64.34 54.25 -48.09 38.69 -33.63 26.41 计算杆件内力/KN 0.00 -332.82 -481.13 -486.96 185.65 425.97 -347.86 253.54 -180.94 100.79 -47.76 12.34 -45.36 4.07 0.00 0.00 -1.85 -332.82 -3.36 -481.13 -4.55 -486.96 0.93 185.65 2.64 425.97 3.97 496.43 127.08 496.43 斜腹杆 -1.75 -347.86 -317.02 -264.00 -136.31 1.58 253.54 225.65 197.83 92.00 -1.52 -180.94 -154.12 -148.09 -56.28 1.34 100.79 77.09 91.27 19.45 -1.31 1.17 0.00 -1.00 -1.00 0.41 -36.92 -24.72 -26.75 -53.50 -53.50 43.44 -13.89 -45.36 -26.75 -53.50 -53.50 37.23 -47.76 4.07 -17.93 -53.50 -53.50 36.28 12.34 -40.67 -13.70 -27.40 -27.40 13.82 竖杆 -1.73 -26.75 -27.40 -53.50 -27.40 -53.50 12.53 43.44 1、上弦杆(FG杆)；

整个上弦杆采用相同一截面，按最大内力计算，N=486.96kN（压）。

2

上弦杆计算长度：

在桁架平面内，为节间轴线长度：lox?150.75cm

在桁架平面外，根据支撑布置和内力变化情况，取：lox?2?150.75cm?301.5cm 因为loy?2lox，故截面宜选用两个不等肢角钢，短肢相并(详见图3)。

腹杆最大内力N=347.86KN，查表9.6.4，节点板厚度选用10mm，支座节点板厚度用12mm。 设λ=60，查附录4得??0.807 需要截面积

N486.96?103NA???2807mm2 2?f0.807?215N/mm需要回转半径：

loy301.5cm150.75cm??5.03cm ix???2.51cm， iy??60?60lox根据需要A、ix、iY的查角钢型钢规格表(附录8)，选2L125×80×10，A=3942mm2，ix=2.26cm、

iY=6.11cm，按所选角钢进行验算： yxxy?x? loy301.5cmlox150.75cm??66.70cm， ?y???49.35cm ix2.26cmix6.11cm满足允许长细比：<[λ]=150的要求。 截面在x和y平面皆属b类，由于?x??y，只需求?x。 查(附录4)轴心受力稳定系数表得?x?0.771。

N486.96?103N22，所选截面合适。 ??160.22N/mm?215N/mm2?yA0.771?3942mm2、下弦杆

整个下弦杆采用同一截面，按最大的内力eg杆计算:N=496.43kN（拉） 计算长度：屋架平面内取节点间轴线长度：l0x?3000mm, 屋架平面外根据支撑布置取：l0y?6000mm, 计算所需要净截面面积为：

3

N496.43?103N??23.09cm An?f215N/mm2选用2L125×80×7。因为l0x??l0y，故用不等肢角钢，短肢相并(见图4)所示。 A=28.19cm2>23.09cm2,ix?2.298cm,iy?6.04cm。

按所选角钢进行截面验算，取An?A xyx ?x?lox300cm??130.55?[?]?150cm， ix2.298cm?y?loyix?600cm?99.34cm?[?]?150cm，

6.04cmN496.43?103N??176.10N/mm2?215N/mm2所选取的截面满足要求。 2An2819mm3、端斜杆(aB杆)：

杆件轴力：N=347.86KN(压)，

计算长度:l0x?l0y?253cm,因为l0x?l0y，故采用不等肢角钢，长肢相并，使ix?iy。选用角钢2L×125×80×7，详见图5所示。 yxxyA=28.19cm2,ix?4.02cm,iy?3.33cm。

4

截面刚度和稳定性验算：

?x?lox253cm??62.94?[?]?150cm， ix4.02cm?y?loyix?253cm?75.98cm?[?]?150cm，因为?y??x，只求?y：

3.33cm?min??y?0.714

N347.86?103N22，所需截面合适。 ??172.83N/mm?215N/mm2?yA0.714?2819mm4、斜腹杆(eF、fg)

杆件内力：NeF??47.76KN??45.36KN二杆可以选择内力较大杆件进行计算。 ??,NFg??12.34KN4.07KN??计算长度：l0x?0.8l?0.8?312.4cm?249.92cm, l0y?l?312.4cm 内力较小，按[?]?150选择，需要的回转半径为：

l0y312.4cml0x249.92cm??1.67cm,iy???2.083cm。 ix?[?]150[?]150查型钢表(附录8)，选项截面的ix和iy比上述计算的ix和iy略大些。选用2L63×5，得截面几何特性：A=12.286cm2,ix?1.94cm,iy?2.96cm

lox249.92cm??128.82?[?]?150cm， ix1.94cm?x??y?loyix?312.4cm?105.54cm?[?]?150cm，因为?x???y，只求?x：

2.96cm查附表4.2得?x?0.393

NeF47.76?103N22， ??98.88N/mm?215N/mm2?xA0.393?1229mmNeF12.34?103N22??10.04N/mm?215N/mm 2A?1229mm45.36?103N22，所需截面合适。 ??93.91N/mm?215N/mm2?xA0.393?1229mm5、中竖杆(Ee杆)：

杆件轴力：N=53.50KN(压)，

计算长度: l0x?0.8l?0.8?259cm?207.2cm, l0y?l?259cm

5

NFg

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