梯形钢屋架课程设计

梯形钢屋架课程设计一、设计资料（1） 题号80,屋面坡度1：16,跨度30m，长度96m，柱距6m，地点：哈尔滨，基本风压：0.45kN/m,基本雪压:0.45 kN/m（2） 采用1.5m×6m预应力混凝土大型屋面板，80mm厚泡沫混凝土保护层，卷材屋面，屋面坡度i=1/16.屋面活荷载标准值0.7kPa，雪荷载标准值为0.45 kN/m，积灰荷载标准值为0。6 kN/m。（3） 混凝土采用C20，钢筋采用Q235B级，焊条采用E43型。（4） 屋架计算跨度:=30m2×0。15m=29.7m（5） 跨中及端部高度：采用无檩体系屋盖方案,缓坡梯形屋架。 取屋架在29。7m轴线处的高度 取屋架在30m轴线处的端部高度 屋架的中间高度 屋架跨中起拱按考虑,取60mm.二、结构形式与布置 屋架形式及几何尺寸如下图：梯形钢屋架支撑布置如下图：1、 荷载计算屋面荷载与雪荷载不会同时出现，计算时取较大值进行计算,故取屋面活荷载0。7 kN/m进行计算.屋架沿水平投影面积分布的自重(包括支撑）按经验公式计算，跨度单位为米（m）。荷载计算表如下:荷载名称标准值（kN/m）设计值（kN/m）预应力混凝土大型屋面板1.41。4×1。35=1。89三毡四油防水层0。40。4×1。35=0.54找平层(厚20mm)0。2×20=0.40.4×1.35=0。5480厚泡沫混凝土保护层0。08×6=0。480。48×1.35=0。648屋架和支撑自重0.12+0。011×030=0.450.45×1.35=0。608管道荷载0.10.1×1.35=0。135永久荷载总和3。234.361屋面活荷载0.70.7×1。4=0.98积灰荷载0。60.6×1.4=0.84可变荷载总和0.31。82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：（2） 全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨节点永久荷载：半跨节点可变荷载：（3）全跨屋架（包括支撑）自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载 全跨节点屋架自重：半跨接点屋面板自重及活荷载：（1）、(2）为使用节点荷载情况,（3）为施工阶段荷载情况.4、内力计算 屋架在上述三种荷载组合作用下的计算简图如下：由数解法解得F=1时的屋架各杆件的内力系数(F=1作用于全跨左半跨和右半跨）。然后进行组合，如下表:杆件名称内力系数（F=1）第一种组合F×第二种组合第三种组合计算杆件内力(kN)全跨左半跨右半跨F1×+F2×F1×F2×F3×F4×F3×F4×上弦AB000000000BC、CD-11。948.98-3。42-6664.21-615.73-527。93297.27158.82-664.21DE、EF-19.97-14.39-6。83-1110。91-1019。51-895。68480。93-285。65-1110.91FG、GH-24。4316。61-9.571359。021230。921115。61-562.67-380.83-1359.02HI-26.05-16.3111。92-1449.141289.59-1217。69563。78-450.39-1449。14IJ、JK-26。5516.7612。00-1476.95-1316.59-1238.62578。14-455。19-1476。95下弦ab6.564.951.95364.93338.55289.41163。7486。25364.93bc16.4412.065.34914。54842。80732。72401.44227.86914。54cd22.5815。788.301256.101144.721022.20531.11337.901256.10de25。5516.6910。831421.321276。191180。21570。86419.501421。32ef25。4013。9514.021412.981225。431226。57499。27507。071414.98斜腹杆aB11。55-8。85-3。31642。51-598.29-507.54-291。77148.68-642.51Bb9.436。953。04524.58483.96419.91231.10130。11524.58bD-8.125。67-3。01451。71-411。58368.01190.87-122。16451。71Dc6。324。062。76351.58314。56293.26139.44105.86351。58cF5。00-2.802.70-278。15242。11240.4799。6797。09-278。15Fd3.501.462.50194.70161。29178。3256.8683.72194.70dH-2。27-0.27-2。45-126.28-93.52129。23-19。3975。70-126。28He1。00-0.862.2855.6325。1676.6016.7464。3676。6016。74eg0.883。17-2.8148。9586.4611.4986。69-67.7786。6967。77gK1。633.922.8090。68128。1918.11110。1763。41128.1963。41gI0.680.610。0937.8336.6828.1619。486.0437.83Aa0.5-0。50-27。8127.8119.6215。65-2.74-27.81竖杆Cb、Ec-11055。6355。63-39。2531.305。4755.63Gd1-10-55.6355。63-39。25-31.305。47-55.63Jg-110-55。63-55。63-39.2531。305。47-55。63Ie-1.47-1.43081。77-81。12-57。7044。98-8。0481.77Kf0000000005、 杆件设计（1） 上弦杆整个上弦采用等截面，按IJ、JK杆件的最大设计内力设计,即 N= 1476。95kN上弦杆计算长度:屋架平面内:为节间轴线长度，即屋架平面外：由于屋架为无檩体系，并且认为大型屋面板只起到刚性系杆作用，根据支持布置和内力变化情况,取为支撑点间的距离，即 =3m根据屋架平面外上弦杆的计算长度，上弦截面选用两个不等肢角钢，短肢相并，如图:腹杆最大内力N= -642.51kN，查表得中间节点板厚度选用12mm,支座节点板厚度选用14mm。 设=60，查Q235钢的稳定系数表,得（由双角钢组成的T形和十字形截面均属b类），则需要的截面积为:需要的回转半径： 根据需要A、查角钢表，选用2180×110×16，肢背间距a=12mm，则：A=8827。8,=30。6mm，=88.4mm验算: 由于=150,所以满足细长比要求. 因为，只需求，查表得=0.861,则故所选截面符合要求。（2） 下弦杆整个下弦杆采用同一截面，按最大内力所在的杆计算. N=1421。32kN，mm(因跨中有通长系杆）,所需截面为：选用2180×110×12，因,故用不等肢角钢,短肢相并,如下图 故所选截面符合要求。（3） 端斜杆aB杆件轴力： N= 642.51kN计算长度： 因为，故采用不等肢角钢,长肢相并，使.选用2140×90×10，则 A=44。522cm， 因为，只需要求,查表得0.769，则所以所选截面符合要求。（4）腹杆此杆可在g点处不断开，采用通杆。最大拉力: 最大压力: 在桁架平面内的计算长度取节点中心间距，在桁架平面外的计算长度:选用263×5,查表有：因，只需求,查表得=0。365，则符合要求(5）竖杆由于杆件内力较小,按选择，则需要的回转半径为查型钢表，选截面的和较上述计算的和略大。选用263×5，其几何特征为因>,只需求,查表得=0。481,则符合要求.(6）斜腹杆选用250×5,其几何特征为符合要求。（7)竖杆由于杆件内力较小，按选择，则需要的回转半径为选用250×5，其几何特征为因>，只需求,查表得=0。745,则符合要求.（8）斜腹杆选用263×5，其几何特征为符合要求. （9)斜腹杆 选用2100×10，则：A=3852.2，=30。5mm，=46mm验算: 故所选截面符合要求。（10）腹杆由于杆件内力较小,按选择，则需要的回转半径为选用250×5,其几何特征为因，只需求，查表得=0.478，则符合要求。 （11）斜腹杆 设=80，查得需要的截面积为：需要的回转半径: 根据需要A、查角钢表，选用2100×10，则：A=3852.2，=30.5mm，=46mm验算:因>,只需求，查表得=0.747，则符合要求。（12） 斜腹杆 选用290×6，则：