21m跨度 屋架结构说明书.docx

学生：黄英钢
指导老师：付建科
（三峡大学 机械与材料学院）
一、设计资料及说明
设计一位于杭州市近郊的单跨屋架结构(封闭式)，要求结构合理，制作方便，安全经济。
1、单跨屋架，平面尺寸为：36m×21m，柱距S=4m；
2、屋
是视上弦节间杆段为简支梁时的最大弯矩，计算时屋架及支撑自重仅考虑上弦杆重量。
上弦杆节间集中荷载
节间简支梁最大弯矩
端节间最大正弯矩
其它节间最大正弯矩和节点负弯矩
五、屋架杆件截面设计
在设计杆件截面前，必须首先确定所用节点板厚度。在三角形屋架中，节点板厚度与弦杆的最大内力有关。根据弦杆最大内力查《钢结构设计指导与实例表2 钢屋架节点板厚度参考选用表
确定节点板厚的最大内力/kN
≤
151
151~
250
251~
400
401~
600
601~
1000
1010~
1400
1410~
1800
>
1800
其他节点板厚
6mm
8mm
10mm
12mm
14mm
16mm
18mm
20mm
支座节点板厚
8mm
10mm
12mm
14mm
16mm
18mm
20mm
24mm
P159页表3-12钢屋架节点板厚度选用表2，可选择支座节点板厚度8mm，中间节点板厚度6mm。
上弦杆
整个上弦杆采用等截面通长杆，以避免采用不同界面时的杆件拼接。
弯矩作用平面内的计算长度
侧向无支撑长度
对于由两个角钢组成的T形截面压弯构件，一般只能凭经验或参考已有其它设计图纸试选截面而后进行验算，不合适时再作适当调整，直至合适为止。
整个上弦杆采用等截面通长杆，由两个角钢组成T形界面压弯构件，以避免采用不同截面时的杆件拼接
试选上弦杆截面2T70×7：相关参数为
，
条件：；=；=；[λ]=150
取A-B段上弦杆验算：
KN
最大正弯矩（节间）
最大负弯矩（节点）
正弯矩截面：
负弯矩截面：
可知上弦杆强度满足要求。
应按下列规定计算：
对角钢水平肢1：
对角钢水平肢2：
因考虑杆段相当于两端支撑的构件，其上同时作用有端弯矩和横向载荷并使构件产生反向曲率的情况，故按规范取等效弯矩系数。
属b类截面，查表得
欧拉临界角
=
用最大正弯矩进行验算：
用最大负弯矩进行验算时，同样
弯矩作用平面外的稳定验算
条件
因侧向屋支撑长度，故应验算上弦杆的A-B-C段在弯矩作用平面外的稳定性。
截面影响系数，等效弯矩系数
轴心压力
计算长度
属b类截面，查表得
用最大正弯矩进行验算
对弯矩使角钢水平边受压的双角钢T形截面构件，规范规定整体稳定系数可按下式计算
得
用最大负弯矩进行验算
对弯矩使角钢水平边受拉的双角钢T形截面的构件，查表取受弯构件整体稳定系数=，得
平面外长细比和稳定性均满足要求。
4．局部稳定验算
条件 翼缘自由外件宽厚比
弯矩腹板自由边受压的压弯构件，腹板高厚比应满足
当时，
当时，
对由2L70×7组成的T形截面压弯构件：
翼缘=
腹板满足。
所选上弦杆截面完全符合各项设计要求，截面适用。
下弦杆（轴心受拉构件）
整个下弦杆不改变截面，采用等截面通常杆。
首先按杆段A-1的强度条件和中段下弦杆的长细比条件选择截面。
杆段A-1轴心拉力N=。
下弦杆的计算长度为
需要
选用（2）下弦杆截面选择
整个下弦杆采用相同的截面，以节间1-8的最大轴力来选择截面：
，，
初选下弦杆截面为2∟56×5，查表得截面的几何尺寸特性如下：
截面面积：
回转半径：
长细比：（拉杆）
（拉杆）
强度：
满足要求。
腹板（轴心受力构件）
-1,C-1,E-4,F-4。
N=
因内力较小，杆件较短，拟采用单角钢截面，通过节点板单面连接。先按长细比要求试选截面，然后进行验算。
斜平面计算长度
需
选用∟36×4：。得
属于b类截面，查表得稳定系数。
单面连接的单角钢构件按轴心受压计算稳定性时的强度设计值系数；
所选截面合适。
N=
计算长度
垂直支撑连在预先焊于长压杆和弦杆的连接板上，杆件截面无削弱，按稳定性条件试选长压杆截面，采用等边双角钢组成的T形截面
查表得长压杆合适的假定长细比 查表得
需要
选用2∟36× ，，。
验算，可
，可
由查表得，
，可
所选截面适用。
短拉杆D-1,D-4