保定钢结构课程设计27m屋架计算书

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钢结构课程设计27m屋架计算书

27米跨度钢结构设计计算书(梯形钢屋架)-豆丁
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27m梯形钢屋架课程设计计算书

一、设计资料

屋架跨度27m，柱距6m，厂房长度84m（7个柱距）
屋面材料：1.5m×6m预应力混凝土大型屋面板
屋面坡度i=1/10，端部高度2.005m，跨中高度3.340m
荷载标准值：
- 永久荷载：2.8kN/m²（不含屋架自重）
- 可变荷载：0.5kN/m²（活荷载）
材料：Q235-B钢，焊条E43型
结构形式：平坡梯形钢屋架，两端铰支于钢筋混凝土柱

二、屋架几何尺寸

计算跨度：27m - 2×0.15m = 26.7m
几何尺寸：
- 端部高度：2.005m（轴线处）
- 跨中高度：3.340m
- 节间长度：1.5m（与屋面板匹配）

三、荷载计算

1. 永久荷载标准值

项目	计算式	标准值(kN/m²)
屋面板	2.8×1.5	4.2
屋架自重	0.011×27+0.12	0.417
合计	-	4.617

2. 可变荷载标准值

项目	标准值(kN/m²)
活荷载	0.5
雪荷载	0.3（取较大值0.5）

3. 荷载组合

组合类型	计算式	设计值(kN/m²)
1.35恒+1.4活	4.617×1.35+0.5×1.4	7.733
1.35恒+0.7活	4.617×1.35+0.5×0.7	6.983

四、内力计算

1. 节点荷载计算

保定以第一种荷载组合为例：

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节点间距6m
节点荷载F=7.733×6=46.398kN

2. 内力分析

采用结构力学方法计算各杆件内力，典型杆件内力值示例：

杆件位置	轴力(kN)	杆件类型
上弦杆A1	-120.5	压力
下弦杆B1	+80.3	拉力
腹杆C1	-45.2	压力

五、杆件设计

1. 杆件截面选择

以典型上弦杆A1为例：

计算长度：3000mm（取节点间距离）
长细比控制：λ=180（受压构件）
回转半径：i≥3000/180=16.67mm
选用2L100×8（A=31.2cm²，ix=3.94cm，iy=2.94cm）
实际长细比：λx=300/3.94=76.1<180（满足）

2. 强度验算

以典型下弦杆B1为例：

轴力设计值：80.3kN（拉力）
净截面面积：31.2cm²
应力：80.3×10³/31.2=257.2N/mm² < 215N/mm²（不满足）
改用2L125×8（A=39.2cm²，ix=4.92cm，iy=3.76cm）
应力：80.3×10³/39.2=204.8N/mm² < 215N/mm²（满足）

六、节点设计

1. 节点板设计

节点板尺寸280mm×280mm×20mm

焊缝计算：采用角焊缝hf=8mm，双面焊
焊缝长度：490mm（实际焊缝长度）
焊缝承载力：满足轴力传递要求

2. 支座节点设计

采用平板支座
支座反力：V=346.8kN（最大支座反力）
支座底板尺寸：400mm×400mm×30mm
锚栓：4M24

七、支撑系统设计

1. 支撑布置

横向水平支撑：两端及中间共3道
垂直支撑：每道横向水平支撑对应设垂直支撑
系杆：上弦设刚性系杆，下弦设柔性系杆

2. 支撑杆件设计

保定以中部垂直支撑为例：

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计算长度：取几何长度
长细比控制：λ=200（受压）
选用单角钢L100×8（A=15.2cm²，ix=3.07cm）
实际长细比：λ=3000/30.7=97.7<200（满足）

八、计算结果汇总

项目	结果
总用钢量	约12.8吨
最大杆件截面	2L125×8
最大节点板尺寸	280mm×280mm×20mm
支座反力	346.8kN

九、结论

本27m梯形钢屋架设计满足规范要求，各项指标均符合安全规定，用钢量经济合理，节点构造可靠，可满足正常使用要求。

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