钢结构计算例题钢结构计算例题.doc

例题 8-1简支人字形屋架设计 1、设计资料 人字形屋架跨度30m，屋架间距12m，铰支于钢筋混凝土柱上。厂房长度96m。屋面材料为长尺压型钢板，屋面坡度1/10，轧制H型钢檩条（见例6-6）的水平间距为5m，基本风压为0.50kN/m2，屋面离地面高度约为20m，雪荷载为0.20kN/m2。钢材采用Q235-B·F，焊条采用E43型。 2 屋架尺寸，支撑布置 屋架计算跨度L0=L－300=29700mm，端部及中部高度均取作2000mm。屋架杆件几何长度见8－41，支撑布置见图8－42。 图8-41 图8-42 3、荷载、内力计算及内力组合 （1）永久荷载（水平投影面） 压型钢板 0.15×=0.1507kN/m2 檩条自重 0.158kN/m2 屋架及支撑自重 0.20kN/m2 合计0.509kN/m2 (2)屋面均布活荷载或雪荷载(水平投影面)0.30kN/m2 (3)风荷载：风荷载为1.25，屋面迎风面的体形系数为－0.6，背风面为－0.5，所以负风压的设计值（垂直于屋面）为 迎风面：=-1.4×0.6×1.25×0.50=－0.525kN/m2 背风面：=-1.4×0.5×1.25×0.50=－0.4375kN/m2 的垂直水平面的分力已略超过荷载分项系数取1.0时的永荷载垂直于屋面的分量（0.507kN/m2）。这里不计风荷载，而将所有拉杆的长细比控制在250以内。 （4）上弦节点集中荷载的设计值为Q=（1.2×0.509+1.4×0.30）×5×12=61.70kN （5）内力计算 跨度中央每侧各二根腹杆按压杆控制其长细比，不考虑半跨荷载作用情况，只计算全跨满载时的杆件内力。 因杆件较少，以数解法（截面法、节点法）求出各杆件内力见图8-41。 4、杆件截面选择 腹杆最大内力N=260.0kN，查表8-4，选用中间节点板厚度t=10mm，支座节点板厚度t=10mm。 （a）上弦 整个上弦不改变截面，按量大内力计算。Nmax=648.6kN，lx=ly=502.5cm。选用TM200×300×10×16，A=68.37cm2，ix=5.03cm，iy=7.26cm，z0=3.4cm。 ＜[λ]=150 ＜[λ]=150 其中： i02=e02+ix2+iy2=6.76+5.032+7.262=84.77cm2 It=×[20-1.6]×1.03+30×1.63]=141.66cmx Iω=0 λz2=i02A/(It/25.7+Iω/lω2=84.77×68.37/(141.66/25.7)=1051.46 λyz= =69.95 λx→=0.555(b类) ＜f=215N/mm2 （2）下弦 下弦也不改变截面,按最大内力计算。 。 选用TW125×250×9×14 A=46.09cm2 ix=2.99cm iy=6.29cm z0=2.08cm （3）斜腹杆 ①杆件a-2：N=+227.1kN，。 选用 填板放两块，=167.5cm80i=80×2.39=191.2cm。 ②杆件b-2:N=－260.0kN, 选用 （b类） 填板放两块，=112.1cm≈40i=40×2.79=111.6cm ③杆件b-3:N=＋141.7kN, 选用 填板放两块，=101.7cm 80i=80×1.53=122.4cm。 其余杆件截面见表8-6。需要注意的是连接垂直支撑的中央竖杆采用十字形截面，其斜平面计算长度。 屋架杆件截面 表8-6 杆件名称 杆件号 内力设计值N（kN) 计算长度（m） 选用截面 截面积 A(cm2) 计算应力(N/mm2) 容许 长细比［λ］ 杆件端部的角钢肢背和肢尖焊 缝(mm) 填板数 ?ox loy 上弦杆 a-b -182.5 5.025 5.025 TM200×300 ×10×16 68.37 170.93 150 - - b-c -493.3 c-d -648.6