梯形钢屋架设计.doc

1. 设计资料某工业厂房，总长度 120M，屋架柱距 6M ，采用 1.5 6M 预应力钢筋混凝土大型屋面板 20mm 厚水混砂浆找平层，三毡四油防水层，屋架采用梯形钢桁架，两端铰支在钢筋混凝土柱上，混凝土柱上柱截面尺寸 400 400mm,混凝土强度等级为 C30，屋架采用的钢材为 Q235B 钢，焊条为 E43 型屋面坡度 i=1/102. 结构形式与布置桁架形式及几何尺寸如图所示桁架支撑布置图3．荷载计算屋面活荷载与雪荷载不会同时出现， 从资料可以知道屋面活荷载大于雪荷载，故取屋面活荷载计算 沿屋面斜面分布的永久荷载应乘以(1 cosa1021 10 1.005)换算为沿水平投影面分布的荷载桁架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）按经验公式（m1. 永久荷载：三毡四油防水层：水泥砂浆找平层：保温层：一毡二油隔气层：水泥砂浆找平层：预应力混凝土大型屋面板：屋架和支撑自重为：悬挂管道：2.可变荷载PW 0.12 0.011 跨度 ）计算，跨度单位为0.4 ×1.005KN/M2=0.402KN/M20.4 ×1.005KN/M2=0.402KN/M20.45×1.00522KN/M=0.45225KN/M0.05×1.00522KN/M=0.05025KN/M0.3 ×1.005KN/M2=0.3015KN/M21.4×1.005KN/M2=1.407KN/M222（0.12+0.011 ×21）KN/M=0.351 KN/M0.15KN/M 2共3.516 KN/M2屋面活荷载标准值：0.72KN/M雪荷载标准值：0.352KN/M因为屋面活荷载标准值大于雪荷载标准值所以只考虑屋面活荷载标准值积灰荷载标准值：1.1KN/M2共1.8KN/M2设计桁架时，应考虑以下三种荷载组合：（ 1）全跨永久荷载 +全跨可变荷载（按永久荷载为主控制的组合）全跨节点荷载设计值：F (1.35 3.516kN / m2 1.4 0.7 0.7kN / m2 1.4 0.9 1.1kN / m2) 1.5m 6m 61.37kN（ 2）全跨永久荷载 +半跨可变荷载全跨节点永久荷载设计值：对结构不利时：F1.11.353.516 kN/m 21.5m6m42.72kN (按永久荷载为主的组合 )F1.21.23.516 kN/m 21.5m6m37.97kN ( 按可变荷载为主的组合 )对结构有利时：F1.1 1.35 3.516 kN/m 2 1.5m 6m 42.72kN半跨节点可变荷载设计：F2.11.4(0.7 0.7 kN/m 20.9 1.1kN/m 2 ) 1.5m6m 18.65kNF2.21.4(0.7 kN/m 20.91.1kN/m 2 ) 1.5m 6m21.30kN（ 3）全跨桁架包括支撑 +半跨屋面板自重 +半跨屋面活荷载（按可变为荷载为主的组合）全跨节点桁架自重设计值：对结构不利时：对结构有利时：F3.1 1.2 0.351kN/mF3.2 1.0 0.351kN/m221.5m 6m 3.79kN1.5m 6m 3.16kN半跨节点屋面板自重及活荷载设计值：F4 (1.2 1.4kN/m 2 1.4 0.7kN/m 2 ) 1.5m 6m 23.94kN（1）（2）为使用阶段活荷载情况， （3）为施工阶段荷载情况。

4.内力计算桁架支撑布置图桁架支撑布置符号说明： SC---上弦支撑； XC--- 下弦支撑； CC---垂直支撑；GG--- 刚性细杆； LG--- 柔性细杆由电算先解得 F=1 的桁架各杆件的内力系数（ F=1 作用于全跨 .左半跨和右半跨）然后求出各种荷载情况下的内力进行组合，计算结果见下表杆件名称内力系数（ F=1 ）第一种组第二种组合第三种组合计 算 杆合件 内 力/KN全跨①左 半 跨右半跨F×①F1.i ×① +FF1.i ×① +F3.i ×① +F3.i ×① +②③2.i×②F2.i ×③F4×②F4×③上AB000000000弦BC,CD-7.472-5.31-2.162-458.556-418.235-359.525-155.440-75.369-458.556DE, EF-11.262-7.339-3.923-691.148-617.984-554.276-218.378-129.504-691.148FG,GH-12.18-6.861-5.319-747.48-648.287-619.528-210.414-165.825-747.486下ac4.13.011.09251.6231.28195.4887.59839.050251.617弦ce9.7446.6633.081597.989540.528473.724196.441104.550597.989eg11.9627.3264.636734.107647.646597.478220.720148.785734.108gg5.8842.9422.942361.101306.232306.23292.73189.0249361.101斜aB-7.684-5.641-2.043-471.567-433.465-366.362-164.167-73.190-471.567腹Bc5.8083.961.848356.436321.971282.582116.81462.594356.437杆cD-4.409-2.633-1.776-270.580-237.457-221.474-79.744-56.449-270.580De2.7921.2221.57171.345142.064148.55439.83646.408171.345eF-1.572-0.047-1.525-96.473-68.032-95.597-7.083-41.476-96.474Fg0.328-1.0391.36720.129-22.1343.129-23.83733.96943.129(1.3 2.2)(1.1 2.2)(3.24)-23.837gH0.7131.913-1.243.75671.206-2.99348.499-26.47471.206(1.1 2.2)(1.3 2.2)(3.14)(3.2 4)-26.474竖Aa-0.5-0.50-30.6-30.6-21.36-13.865-1.58-30.685杆Cc-1-10-61.37-61.37-42.72-27.73-3.16-61.37Ee-1-10-61.37-61.37-42.72-27.73-3.16-61.37Gg-1-10-61.37-61.37-42.72-27.73-3.16-61.37注：F=61.37KN;F1.1=42.72KN;F1.2=37.97KN F1.3=31.65KN; F2.1=18.65KN; F2.2=21.3KN; F3.1=3.79KN;F3.2=3.16KN;F4=23.94KN5. 杆件设计1、 上弦杆整个上弦杆采用等截面，按 FG,GH杆件的最大内力设计。

N＝-747.48KN上弦杆件计算长度：屋架平面内：为节间轴线尺寸 l' ＝150.8cm屋架平面外：根据支撑布置和内力变化情况l oy ＝3×150.8 ＝452.4cm选用两个不等肢角钢，短肢相拼，如上图腹杆最大内力 N＝－ 471.567KN 节点板厚选用 10mm，支座节点板厚选用 12mm.设 λ＝ 80，属 b 类截面，查表 φ＝ 0.688 需要截面面积2A ＝N／ φλ f ＝747480／0.688 ×310＝3504.7。