钢 屋 架 设 计 计 算
一、设计资料
屋面采用梯形钢屋架、预应力钢筋混凝土屋面板。钢屋架两端支撑于钢筋混凝土柱上(砼等级C20)。钢屋架材料为Q235钢,焊条采用E43型,手工焊接。 该厂房横向跨度为24m,房屋长度为240m,柱距(屋架间距)为6m,房屋檐口高为2.0m,屋面坡度为1/12。 二、屋架布置及几何尺寸
屋架几何尺寸图
屋架计算跨度=24000-300=23700mm。 屋架端部高度H0=2000mm。 二、支撑布置
三、荷载计算 1、 荷载
永久荷载
22
预应力钢筋混凝土屋面板(包括嵌缝) 1500N/m =1.5 KN/m
2
屋架自重 (120+11×24)=0.384 KN/m
22
防水层 380N/m =0.38 KN/m
22
找平层2cm厚 400N/m =0.40 KN/m
22
保温层 970N/m =0.97 KN/m
22
支撑自重 80N/m =0.08 KN/m
小计 ∑3.714 KN/m可变荷载
22
活载 700N/m=0.70 KN/m
以上荷载计算中,因屋面坡度较小,风荷载对屋面为吸力,对重屋盖可不考虑,所以各荷载均按水平投影面积计算。
2
永久荷载设计值:1.2×3.714=4.457kN/m
2
可变荷载设计值:1.4×0.7=0.98kN/m2、荷载组合
设计屋架时,应考虑以下三种荷载组合: (1) 全跨永久荷载+全跨可变荷载
屋架上弦节点荷载:P=(4.457+0.98)×1.5×6=48.93kN (2) 全跨永久荷载+半跨可变荷载
屋架上弦节点荷载:P1=4.457×1.5×6=40.11kN P2=0.98×1.5×6=8.82kN (3) 全跨屋架与支撑+半跨屋面板+半跨屋面活荷载
全跨屋架和支撑自重产生的节点荷载:P3=1.2×(0.384+0.08)×1.5×6=5.01kN 作用于半跨的屋面板及活载产生的节点荷载:取屋面可能出现的活载 P4=(1.2×1.5+1.4×0.7)×1.5×6=25.02kN 以上1),2)为使用阶段荷载组合;3)为施工阶段荷载组合。 四、内力计算
按力学求解器计算杆件内力,然后乘以实际的节点荷载,屋架要上述第一种荷载组合作用下,屋架的弦杆、竖杆和靠近两端的斜腹杆内力均达到最大值,在第二和第三种荷载作用下,靠跨中的斜腹杆的内力可能达到最大或发生变号,因此,在全跨荷载作用下所有杆件的内力均应计算,而在半跨荷载作用下,仅需计算近跨中的斜腹杆内力,取其中不利内力(正、负最大值)作为屋架的依据。具体计算见图屋架各杆内力组合见表。
2
全跨荷载布置图
全跨荷载内力图
左半跨荷载布置图
左半跨荷载内力图
右半跨荷载布置图
右半跨荷载内力图
内力计算表 表1
杆内力系数 P=1 杆 件 名 称 在左 半跨 ① 10-11 上 11-13 弦 13-15 杆 15-17 17-18 下 弦 杆 1-2 2-3 3-4 4-5 1-11 11-2 2-13 斜 13-3 腹 3-15 杆 15-4 4-17 17-5 1-10 竖 杆 2-12 3-14 4-16 5-18 0 -6.35 -9.35 -9.62 -7.84 3.51 8.22 9.75 8.92 -6.54 4.89 -3.54 2.06 -0.86 -0.32 1.44 -2.40 -0.50 -1.00 -1.00 -1.00 0.80 在右半跨 ② 0 -2.51 -4.65 -6.39 -7.84 1.25 3.62 5.54 7.12 -2.35 2.17 -2.09 1.89 -1.83 1.67 1.63 1.50 0 0 0 0 0.80 全跨 全跨永久荷载+全跨可变荷载 P=48.93kN ③ 0 -8.86 -14.00 -16.01 -15.68 4.76 11.84 15.29 16.04 -8.89 7.06 -5.63 3.95 -2.69 1.35 -0.19 -0.90 -0.50 -1.00 -1.00 -1.00 1.60 N=P×③ 0 -424.57 -670.88 -767.20 -751.39 228.10 567.37 732.70 768.64 -426.01 338.32 -269.79 189.28 -128.90 64.69 -9.10 -43.13 -23.96 -47.92 -47.92 -47.92 76.67 全跨永久荷载+半跨可变荷载 P1=40.11kN P2=8.82kN N左=P1×③+P2×① N右=P1×③+P2×② 0 -393.55 -613.42 -688.25 -654.53 212.65 522.64 664.25 680.67 -396.97 311.50 -243.97 165.93 -106.30 44.06 11.03 -61.65 -23.96 -47.92 -47.92 -47.92 47.03 -346.13 -555.38 -648.36 -654.53 184.74 465.83 612.25 658.44 -345.22 277.91 -226.06 163.84 -118.28 68.39 13.37 -13.49 -17.78 -35.57 -35.57 -35.57 47.03 全跨屋架支撑+半跨屋面板+半跨可变荷载 P3=5.01kN P4=25.02kN N左=P3×③+P4×① N右=P3×③+P4×② 0 -253.62 -379.18 -399.80 -341.67 139.36 330.54 399.56 377.90 -259.79 196.73 -145.54 88.75 -43.82 -1.97 44.27 -81.11 -21.79 -37.56 -37.56 -37.56 34.86 -132.50 -230.94 -297.92 -341.67 68.08 185.45 266.78 321.13 -127.64 110.94 -99.81 83.90 -73.91 60.80 50.27 41.89 -3.01 -6.02 -6.02 -6.02 34.85 0 -393.55 -613.42 -688.25 -654.53 212.65 522.64 664.25 680.67 -396.97 311.50 -243.97 165.93 -118.28 68.39 -1.97 50.27 -81.11 -23.96 -47.92 -47.92 -47.92 47.03 计算内力 KN 五、杆件截面设计
1、上弦杆截面计算
整个上弦杆采用同一截面,按最大内力计算N = -688.25kN(压力),查《钢结构设计手册》,节点板厚度选用12mm,支座节点板厚度选用14mm。 计算长度 屋架平面内取节间轴线长度l0x150.5cm 屋架平面外根据支撑和内力变化取l0y2150.5301.0cm
因为2l0xl0y,故截面宜选用两个不等肢角钢,且短肢相并。如图1所示。
y 12 x x
y
图1上弦截面
设60,查轴心受压构件的稳定系数表0.807 需要截面积
N688.25103Af0.8072153967mm2
需要回转半径
ixl0x1508602.51cm il0yy3016605.03cm 根据需要的A 、 ix 、iy ,查角钢型钢表,选用2∟16010010,A = 50.6 c㎡ , ix = 2.85 cm , = 7.78cm。
按所选角钢进行验算
xl0xix150.52.8553,yl0yiy301.07.7839
满足长细比:[]150的要求。
由于xy只需求出minx,查轴心受压构件的稳定系数表,x0.842
N688.25103162N/mm2f215N/mm20.8425060
xA所选截面合适。 2、下弦杆截面计算
整个杆件采用同一截面,按最大内力计算,N=680.67kN (拉力) 计算长度 屋架平面内取节间轴线长度l0x300cm 屋架平面外根据支撑布置取l0y600cm 计算需要净截面面积
N680.67103Anf2153166mm2
选用2∟160×100×10(短肢相并),见图2所示,A =50.60 c㎡ , ix = 2.85 cm , iy =7.78cm 按所选角钢进行截面验算,取AnA。
iy
y 12 x y x
图2 下弦截面
ll0x300600105[]350 0y77[]350 ix2.85iy7.78N680.67103 135N/mm2f215N/mm2
A5060所选截面满足要求。 3、斜杆截面计算 ① 斜杆1-11
N = -396.97kN (压力),l0x = l0y = l =251.6 cm
因为l0x = l0y,故采用不等肢角钢,长肢相并,使ix = iy 选用2∟140×90×10,见图3所示,A = 44.6 c㎡ , ix = 2.56 cm , iy = 6.84cm
y 12 x
x y
图3 斜杆1-11截面
xl0x251.698[]150 属于b类截面 ix2.56yl0yiy251.637[]150 属于b类截面 6.84满足长细比:[]150的要求。
由于xy只需求出minx,查轴心受压构件的稳定系数表,x0.568
N396.97103157N/mm2f215N/mm2
xA0.5684460所选截面合适。 ② 斜杆11-2
N = 311.50kN(拉力),l0x = 0.8l = 208.1cm, l0y = l =260.1 cm 计算需要净截面面积
N311.50103An1449mm2
f215选用2∟63×8,见图4所示,A = 19.02 c㎡ , ix = 1.90 cm , iy = 3.10 cm
y 12 x y 图 4斜杆11-2截面
x
验算:
xll0x208.1260.1110[]350 y0y84[]350 ix1.90iy3.10N311.50103164N/mm2f215N/mm2
A1902所选截面满足要求。 3 斜杆2-13 ○
N =-243.97kN (压力),l0x =2247mm l0y = l =2809mm 选用2∟80×7,见图5所示,A =21.72mm2 , ix =2.46cm , iy = 3.75cm
y 12 x y 图5斜杆2-13截面
x
xl0x224.791[]150 属于b类截面 ix2.46yl0yiy280.975[]150 属于b类截面 3.75满足长细比:[]150的要求。
由于xy只需求出minx,查轴心受压构件的稳定系数表,x0.614
N243.97103183N/mm2f215N/mm2
xA0.6142172
所选截面合适。 4斜杆13-3 ○
.N =165.93kN(拉力),l0x = 0.8l = 224.7cm, l0y = l =280.9 cm 计算需要净截面面积
N165.93103An772mm2
f215选用2∟56×5,见图6所示,A =10.82 c㎡ , ix =1.72 cm , iy =2.77 cm
y 12 x y 图 6 斜杆13-3截面
x
验算:
l0y280.9l0x224.7x131[]350 y101[]350
ix1.72iy2.77N165.93103153N/mm2f215N/mm2
A1082所选截面满足要求。 5 斜杆3-15 ○
N =-118.28kN (压力),l0x =241.8cm l0y = l =302.3cm 选用2∟80×7,见图7所示,A =21.72c㎡ , ix = 2.46cm , iy = 3.75cm
y 12 x y 图7 斜杆3-15截面
x
xl0x241.898[]150 属于b类截面 ix2.46yl0yiy302.381[]150 属于b类截面 3.75满足长细比:[]150的要求。
由于xy只需求出minx,查轴心受压构件的稳定系数表,x0.568
N118.28103153N/mm2f215N/mm2
xA0.5682172所选截面合适。 6 斜杆15-4 ○
N = 68.39kN(拉力),l0x = 0.8l = 2418mm, l0y = l =3023cm 计算需要净截面面积
N68.39103An321mm2
f215选用2∟56×5,见图8所示,A = 10.82c㎡ , ix = 1.72 cm , iy = 2.77 cm
y 12 x y 图 8 斜杆15-4截面
x
验算:
xll0x241.8302.3141[]350 y0y109[]350 ix1.72iy2.77N68.3910363N/mm2f215N/mm2
A1082所选截面满足要求。 7 斜杆4-17 ○
N =50.27kN (拉力), l0x =259.5cm l0y = l =324.3cm
N50.27103An234mm2
f215选用2∟56×5,见图9所示,A =10.82 c㎡ , ix =1.724cm , iy =2.77cm
y 12 x y 图9 斜杆4-17截面
x
xl0x259.5151[]350 ix1.72yl0yiy324.3117[]350 2.77满足长细比:[]350的要求。
N50.2710347N/mm2f215N/mm2
A1082所选截面合适。 8 斜杆17-5 ○
N =-81.11kN (压力),l0x =259.5cm l0y = l =324.3cm 选用2∟63×6,见图10所示,A =14.58c㎡ , ix = 1.93cm , iy = 3.06cm
y 12 x y 图10 斜杆17-5截面
x
验算
xl0x259.5135[]150 ix1.93yl0yiy324.3106[]150 3.06由于xy只需求出minx,查轴心受压构件的稳定系数表,x0.365
N81.11103152N/mm2f215N/mm2
xA0.3651458所选截面合适。 4、竖杆截面计算 1边竖杆1-10 ○
N =-23.96kN (压力),,l0x = l0y =l=201.25cm 选用2∟63×10,,A =23.32 c㎡ , ix = 1.88cm , iy = 3.07cm
xl0x201.25106[]150 属于b类截面 ix1.88yl0yiy201.2566[]150 属于b类截面 3.07满足长细比:[]150的要求。
由于xy只需求出minx,查轴心受压构件的稳定系数表,x0.517
N23.9610320N/mm2f215N/mm2
xA0.5172332所选截面合适。 2竖杆2-12 ○
N =-47.92kN (压力),,l0x =1800mm l0y =2250mm 选用2∟63×10, A =23.32 c㎡ , ix = 1.88cm , iy = 3.07cm
xl0x18096[]150 属于b类截面 ix1.88yl0yiy22573[]150 属于b类截面 3.07满足长细比:[]150的要求。
由于xy只需求出minx,查轴心受压构件的稳定系数表,x0.581
N47.9210335N/mm2f215N/mm2
xA0.5812332所选截面合适。 3竖杆3-14 ○
N =-47.92kN (压力), l0x =2000mm l0y =2500mm 选用2∟63×10, A =23.32 c㎡ , ix = 1.88cm , iy = 3.07cm
l0x200106[]150 属于b类截面 ix1.88l0y250y81[]150 属于b类截面
iy3.07满足长细比:[]150的要求。
由于xy只需求出minx,查轴心受压构件的稳定系数表,x0.517
xN47.9210340N/mm2f215N/mm2
xA0.5172332所选截面合适。 4竖杆4-16 ○
N =-47.92kN (压力), l0x =2200mm l0y =2750mm 选用2∟63×10, A =23.32 c㎡ , ix = 1.88cm , iy = 3.07cm
xl0x220117[]150 属于b类截面 ix1.8827590[]150 属于b类截面
iy3.07满足长细比:[]150的要求。
yl0y由于xy只需求出minx,查轴心受压构件的稳定系数表,x0.453
N47.9210345N/mm2f215N/mm2
xA0.4532332所选截面合适。 5 竖杆5-18 ○
N =47.03kN (拉力), l0x =2400mm l0y =3000mm
N47.03103An219mm2
f215选用2∟63×10, A =23.32 c㎡ , ix = 1.88cm , iy = 3.07cm
l0x240128[]350 ix1.88l300y0y98[]350
iy3.07满足长细比:[]350的要求。
xN47.0310321N/mm2f215N/mm2
A2332所选截面合适。
x0y0y0x12012
中竖杆截面图
屋架杆件一览表 杆内力 杆件 kN lox 上弦 loy 3010 ┛┗短肢相并 2L160×100×10 ┛┗短肢相并 2L160×100×10 ┛┗长肢相并 2L140×90×10 ┛┗ 2L63×8 ┛┗ 2L80×7 ┛┗ 2L56×5 ┛┗ 2L80×7 ┛┗ 2L56×5 ┛┗ 2L56×5 ┛┗ 2L63×6 十字形 2L63×10 十字形 2L63×10 十字形 2L63×10 十字形 2L63×10 十字形 2L63×10 5060 角钢规格 (m㎡) ix(mm) 28.5 iy(mm) 77.8 λmax计算长度 截面形式及 截面积 回转半径 长细比 容许长细比 系数 φmin σ (N/m㎡) 162 150 0.842 -688.25 1505 53 下弦 680.67 3000 6000 5060 28.5 77.8 105 350 — 135 1-11 11-2 2-13 13-3 3-15 15-4 4-17 -396.97 311.50 -243.97 165.93 -118.28 68.39 50.27 2516 2081 2247 2247 2418 2418 2516 2601 2809 2809 3023 3023 4460 1902 2172 1082 2172 1082 1082 25.6 19.0 24.6 17.2 24.6 17.2 17.2 68.4 31.0 37.5 27.7 37.5 27.7 27.7 98 110 91 131 98 141 151 150 350 150 350 150 350 350 0.568 — 0.614 — 0.568 — — -157 164 -183 153 -153 63 47 斜腹杆 2595 3243 17-5 1-10 2-12 -81.11 -23.96 -47.92 -47.92 2595 3243 1458 19.3 30.6 135 150 0.365 -152 2012.5 1800 2000 2012.5 2250 2500 2332 2332 2332 18.8 18.8 18.8 30.7 30.7 30.7 106 96 106 150 150 150 0.517 0.581 0.517 -20 -35 -40 竖杆 3-14 4-16 -47.92 2200 2750 2332 18.8 30.7 117 150 0.453 -45 5-18 47.03 2400 3000 2332 18.8 30.7 128 350 — -51 六、节点设计 重点设计“1”、“2”、“11”、“18” “5”五个典型节点,其余节点设计类同。 1.下弦2节点
这类节点的设计步骤是:先根据腹杆的内力计算腹杆与节点连接焊缝的尺寸,即hf和lw 。然后根据lw的大小比例绘出节点板的形状和大小,最后验算下弦杆与节点板的连接焊缝。
选用E43焊条,角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值ft=160N/m㎡,实际所需的焊脚尺寸可由构造确定。
(1)11-2杆的内力N=311.5KN,采用三面围焊,肢背和肢尖焊缝hf=6mm,所需要的焊缝长度为:
wlw363mm
N30.7hflw3fffw0.766321.22160103299.84N
0.7NN3/20.7311.510351649.92肢背lw112147mm,取150mm w20.7616020.7hfff0.3NN3/20.3311.510351649.92肢尖lw1270mm,取80mm w20.7616020.7hfff(2)2-13杆的内力N=243.97KN,采用三面围焊,肢背与肢尖的焊缝hf=6mm,所需要的焊缝长度
为:lw380mm
N30.7hflw3fffw0.768021.22160131174.4N
0.7NN3/20.7243.9710365587.2肢背lw1290mm,取100mm
20.7616020.7hfffw0.3NN3/20.3243.9710365587.2肢尖lw1218mm,取60mm w20.7hfff20.76160(4) 竖杆2-12杆的内力N=-47.92KN,采用三面围焊,焊缝尺寸可按构造确定取hf=8mm。
所需要的焊缝长度为:lw363mm
N30.7hflw3fffw0.786321.22160137733.12N
3因为2k2N20.347.921028752NN3,所以按两面侧焊缝计算。
0.7N0.747.92103肢背lw1635mm,取40mm
20.7hfffw20.781600.347.921031624mm,取40mm 肢尖lw20.78160(4)下弦杆焊缝验算
下弦杆与节点板连接焊缝承受两相邻下弦内力之差。 ΔN=522.64-212.65=309.99kN 肢背焊缝验算,hf=8mm,
0.75309.995103τf==13N/mm2<160N/mm2焊缝强度满足要求。
20.7810160根据节点放样,得节点板尺寸为310×360,节点图如下图所示。
下弦节点各杆肢尖、肢背尺寸 杆件 11-2 2-13 13-3 3-15 15-4 4-17 17-5 hf(mm) 6 6 5 6 5 6 6 肢背(mm) 147mm取150mm 90mm取100mm 114mm取120mm 74mm取80mm 53mm取60mm 38mm取60mm 54mm取60mm hf(mm) 6 6 5 6 5 6 6 肢尖(mm) 70mm取80 mm 18mm取60 mm 55mm取70mm 38mm取60mm 28mm取60mm 23mm取60mm 30mm取60mm 2.上弦11节点: 11-2杆节点板连接的焊缝计算与下弦节点2中11-2杆计算相同。 1-11杆N=-396.97 kN,采用三面围焊,设肢背和肢尖 hf = 8mm,
N30.7hflw3fffw0.7814021.22160306073.62N
3因为2k2N20.35396.9710277879NN3,所以按两面侧焊缝计算。
0.65396.97103 lw1=+16=144,取lw1=150mm
20.781600.35396.97103 lw2=+16=78,取lw2=80m
20.78160上弦节点各杆肢尖、肢背尺寸
杆件 1-11 11-2 2-13 13-3 3-15 15-4 4-17 17-5 hf(mm) 8 6 6 5 6 5 6 6 肢背 (mm) 144mm取150mm 174mm取180mm 139mm取150mm 114mm取120mm 74mm取80mm 53mm取60mm 38mm取60mm 54mm取60mm hf(mm) 8 6 6 5 6 5 6 6 肢尖 (mm) 78mm取80mm 82mm取90 mm 66mm取70 mm 55mm取70mm 38mm取60mm 28mm取60mm 23mm取60mm 30mm取60mm 考虑搁置檩条,节点板缩进上弦肢背7mm,用槽焊缝连接,槽焊缝按两条角焊缝计算hft/210/25mm,P=47.92kN。
节点板尺寸为285417设肢尖焊缝hf=5mm,假定集中荷载P与上弦垂直,忽略屋架上弦坡度影响。 肢背焊缝验算:
f(K1N)2(P/21.22)220.7hflw(0.75393.5)2(47.92/21.22)220.75407
115N/mm20.8ffw0.8160128N/mm2肢尖焊缝验算:
f(K2N)2(P/21.22)220.7hflw(0.25393.5)2(47.92/21.22)220.75407
40N/mm20.8ffw0.8160128N/mm2节点图如下图所示。
3、屋脊18节点
(1)弦杆一般都采用同号角钢进行拼接,为使拼接角钢与弦杆之间能够密合,且便于施焊,需要将拼接角钢的尖角削除,并截去垂直肢的一部分宽度(一般为t+hf+5mm)。拼接角钢的部分削弱,可以借助节点板来补偿。接头一边的焊缝长度按弦杆内力计算。 设5-18杆与节点板的焊缝尺寸为:肢背hf=8mm,lw1=(0.65×47.03×103)/(2×0.7×8×160)+16=33mm,取lw1=40mm,
肢尖hf=8mm,lw2=(0.35×47.03×103)/(2×0.7×8×160)+16=25mm。取lw2=40mm。 设焊缝高度hf=8mm,则所需要焊缝计算长度为:lw=(654.53×103)/(4×0.7×8×160)+16=199mm。取lw =210mm。拼接角钢长度600mm>2×210=420mm。
(2)上弦与节点板间的焊槽,假定承受节点荷载,验算略。上弦肢尖与节点板的连接焊缝,应按上弦内力的15%计算,设肢尖焊缝hf=8mm,节点板长度为470mm,节点一侧弦杆焊缝的计算长度为lw=470/2-5-10=220mm,焊缝应力为:τfN=(0.15×654.53×103)/(2×0.7×8×220)=40N/mm2,σfM=
22(0.15×654.53×103×55×6)(/2×0.7×8×2202)=60N/mm2,=63.4kN/mm240(60/1.22)2 =2<160kN/mm2
中竖杆与节点板的连接焊缝计算:N=47.03KN此杆内力较小,焊缝尺寸可按构造确定,取焊缝尺寸
hf=8 mm,焊缝长度lw>50 mm,节点图如下图所示。
4、下弦跨中5节点设计
(1)下弦接头设于跨中节点处,连接角钢取与下弦杆相同截面2∟160×100×10,焊缝高度hf=8mm,焊缝长度为: lw=(680.67×103)/(4×0.7×8×160)+16=206mm,取lw=210mm 连接角钢长度lw=2×210+10=430mm,取lw=430mm
下弦杆与节点板,斜杆与节点板之间的连接焊缝按构造设计。
(2)弦杆与节点板连接焊计算:按下弦杆内力的15%计算。N=680.67×15%=102KN 设肢背、肢尖焊肢尺寸为8 mm,弦杆一侧需焊缝长度为 肢背lw=(0.75×102×103)/(2×0.7×8×160)+16=59mm,取80mm, 肢尖lw=(0.25×102×103)/(2×0.7×8×160)+16=30mm。取40mm
腹杆与节点板连接焊缝的计算方法与以上几个节点相同,节点图如下图所示。
5、 支座1节点
为了便于施焊,下弦杆角钢水平肢的底面与支座底板的净距离取160mm。在节点中心线上设置加劲肋。加劲肋取460×80×12mm,节点取460×380×14mm的钢板。 (1)支座底板的计算
支座反力RA=RB=479.2KN 按构造要求采用底板面积为a×b=280×360mm2如仅考虑加劲肋部分底板承受支座反力R,则承压面积为280×(2×80+12)=48160mm2
验算柱顶混凝土的抗压强度:σ=R/Au=479.2×103/48160=10N/mm2<fc=12.5N/mm2满足。 底板的厚度按屋架反力作用下的弯距计算,节点板和加劲肋将底板分成四块,每块板为两相邻边支
承,而另两相邻边自由的板,每块板单位宽度的最大弯距为:M=βσa22
式中 σ—底板下的平均应力,σ=10N/mm2;
a2—两支承边之间的对角线长度,a2=165.6mm; β—系数,由b2/a2决定。b2=80×150/165.6=72.46,b2/a2=72.46/165.6=0.438,查表得β=0.045 故M=βσa2=0.045×10×165.62=12340.5Nmm。 底板厚度t=612340.5/215=19mm,取t=20mm。
(2)加劲肋与节点的连接焊缝计算
加劲肋高度取与支座节点板相同,厚度取与中节点板相同(即—380×14×460),一个加劲肋的连接焊缝所承受的内力为四分之一支座反力。 R/4=479.2×103/4=119.8×103N,M=Ve=119.8×103×50=5.95×106Nmm 设焊缝hf=8mm,焊缝计算长度lw=460-10-15=435mm,则焊缝应力为 τf=(119.8×103)/(2×0.7×8×435)=25N/mm2, σf=(6×5.95×106)/(2×0.7×8×4352)=17N/mm2,
222 =29N/mm2<160N/mm2
(3)节点板、加劲肋与底板的连接焊缝 设焊缝传递全部支座反力R=479.2kN,其中每块加劲肋各传R/4=119.8kN,节点板传递R/2=239.6kN。 节点板与底板的连接焊缝计算长度
llw=2×(300-10)=580mm,所需要的焊脚尺寸为
h≥(239.6×103)/(0.7×580×160×1.22)=3.0mm,取h=6mm。 每块加劲肋与底板的连接焊缝长度为
w=(100-20-10)×2=140mm。所需要的焊缝尺寸为
h≥(239.6×103)/(0.7×140×160×1.22)=12mm,取h=14mm,节点图如下图所示。
其他节点设计方法与上述方法类似。具体见屋架施工图。
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