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三、杆件节点板厚及杆件截面计算
1.节点板厚设置
按设计规范GB50017-20003,对于梯形屋架,根据屋架支座斜杆的最大内力设计值按表9.1(课本P412)选取节点板厚度;
由本计算书 二-3中杆件内力计算表,得杆件最大内力设计值为上弦杆aB=221.18kN; 节点板厚设置:中间节点板厚 8mm ;支座节点板厚 10mm; 2.杆件截面计算
按设计规范GB50017-20003,(l为节点中心间的杆件长度,l1为桁架弦杆侧向支撑点间距离) 对于弦杆和支座斜杆、支座竖杆:
屋架平面内,计算长度取l0x=l 桁架平面外,l0y=l1 对非支座斜杆、支座竖杆之外的腹杆:
屋架平面内,计算长度取l0x=0.8l 桁架平面外,l0y=l (1)上弦杆截面计算
整榀屋架上弦杆全部采用等截面设计,便于杆件间的拼接。
①按最大内力的杆件FH内力值作为控制内力计算,Nmax=350.78kN(压力); ②计算长度:
在屋架平面内:为节间轴线长度,即:l0x=l1=1.5075m ;
在屋架平面外:因无侧向支撑, 即:l0y=l=2l1=3.015m ; ③截面形式选择:
因l0y?2l0x,宜选用长边外伸的两不等边角钢,故选用两个不等肢角钢,短肢相并。 且双角钢组成的T型和十字形截面均属于b类 ④截面计算:
设??100,查轴心受力稳定系数表(b类截面),?=0.555; 截面所需面积:A?N350780??29.40cm2 ?f0.555?215
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l0y301.5150.75??1.5075cm ;iy???3.015cm ; 截面所需回转半径:ix??100?100l0x根据需要的A、ix、iy 查附表2.3,初选:
2∠125×80×10,肢背间距a = 8mm,则A=39.424cm2,ix?2.26cm,iy?6.04cm。 ⑤截面验算:
?0xx?li?150.752.26?66.70<[?]?150 ; x?l0y301.5y?i?6.04?49.92<[?]?150 ; y由于?x>?y,由?x=66.7查附表1.19得?x=0.770,则
??N??3507800.770?3942.4?115.55Mpa<215Mpa ; xA综上所选截面满足要求。 ⑥上弦杆截面如图:
(2)下弦杆截面计算
整榀屋架下弦杆全部采用等截面设计,便于杆件间的拼接。
①按最大内力的杆件gh内力值作为控制内力计算,Nmax=338.68kN(拉力)②计算长度:
在屋架平面内:为节间轴线长度,即:l0x=l=3.000m ;
在屋架平面外:因无侧向支撑, 即:l0y=l=3.000m ; ③截面形式选择:
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选用长边外伸的两不等边角钢,短肢相并。 ④截面计算:
截面所需面积:An?N338680??15.75cm2 f215根据需要的An 查附表2.3,初选:
2∠80×50×8,肢背间距a=8mm,则A=19.734cm2,ix?1.38cm,iy?4.02cm。 ⑤截面验算:
??N338680??171.62Mpa<215Mpa ; An1973.4l0x300??217.4<[?]?350 ; ix1.38?x??y?l0yiy?300?74.63<[?]?350 ; 4.02综上所选截面满足要求。 ⑥下弦杆截面如图:
(3)斜腹杆截面计算 a.端腹杆aB计算:
①端腹杆aB其控制内力为,N=221.18kN (压力); ②计算长度:
在屋架平面内:为节间轴线长度,即:l0x=2.530m ;
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在屋架平面外:为节间轴线长度,即:l0y=2.530m ; ③截面形式选择:
因l0y?l0x,宜选用等边角钢,双角钢组成的截面均属于b类。 ④截面计算:
设??100,查轴心受力稳定系数表(b类截面),?=0.555; 截面所需面积:A?N221180??18.53cm2 ?f0.555?215l0xl0y253.0253.0??2.530cm ;iy???2.530cm ; 截面所需回转半径:ix??100?100根据需要的A、ix、iy 查附表2.1,初选:(端部节点板厚10mm) 2∠90×8,肢背间距a=10mm,则A=27.888cm2,ix?2.76cm,iy?4.09cm。 ⑤截面验算:
?x?l0x253.0??91.7<[?]?150 ; ix2.76?y?l0yiy?253.0?61.9<[?]?150 ; 4.09由于?x>?y,由?x=91.7查附表1.19得?x=0.610,则
??N221180??130.02Mpa<215Mpa ; ?xA0.610?2788.8综上所选截面满足要求。 ⑥端腹杆aB杆截面如图:
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b.腹杆Bc计算:
①腹杆Bc其控制内力为,N=167.04kN(拉力); ②计算长度:
在屋架平面内:两端节点板连接l0x=0.8l,即:l0x=0.8?2.613=2.090m ;
在屋架平面外:为节间轴线长度,即:l0y=2.613m ; ③截面形式选择:
因l0y?l0x,宜选用等边角钢,双角钢组成的截面均属于b类。 ④截面计算:
截面所需面积:An?N167040??7.77cm2 f215根据需要的An 查附表2.1,初选:(中间节点板厚8mm)
2∠56×5,肢背间距a=8mm,则A=10.83cm2,ix?1.72cm,iy?2.62cm。 ⑤截面验算:
?x?l0x209.0??121.5<[?]?350 ; ix1.72?y???l0yiy?261.3?99.7<[?]?350 ; 2.62N167040??154.24Mpa<215Mpa ; A1083综上所选截面满足要求。 ⑥腹杆Bc杆截面如图:
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