钢结构梯形屋架课程设计计算书

钢结构梯形屋架课程设计

2、屋架形式和几何尺寸

屋面材料为大型屋面板，故采用无檩体系平破梯形屋架。 屋面坡度 i=1/10；

屋架计算跨度L0＝24000－300＝23700mm；

端部高度取H=1990mm，中部高度取H=3190mm（为L0/7.4）。 屋架几何尺寸如图1所示：

拱50

图1：24米跨屋架几何尺寸

三、支撑布置

由于房屋长度有60米，故在房屋两端及中间设置上、下横向水平支撑和屋架两端及跨中三处设置垂直支撑。其他屋架则在垂直支撑处分别于上、下弦设置三道系杆，其中屋脊和两支座处为刚性系杆，其余三道为柔性系杆。（如图2所示）

上弦平面支撑布置

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垂直支撑布置

4、设计屋架荷载

屋面活荷载与雪荷载不会同时出现，从资料可知屋面活荷载大于雪荷载，故取屋面活荷载计算。由于风荷载为0.35kN/m2 小于0.49kN/m2，故不考虑风荷载的影

响。沿屋面分布的永久荷载乘以换算为沿水平投影面cos11 .004

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（Pw=0.12+0.011 跨度）计算，跨度单位为m。 标准永久荷载： 二毡三油防水层

1.004x0.35=0.351kN/m2

2

20mm厚水泥砂浆找平层 1.004x 0.4=0.402kN/m

60mm厚泡沫混凝土保温层 1.004x 0.06x 6=0.36kN/m2 1.004x 1.4=1.406kN/m2

预应力混凝土大型屋面板（包括灌缝）

屋架和支撑自重为 0.120+0.011x24=0.384kN/m2 _____________________________

共 2.90kN/m2

标准可变荷载： 屋面活荷载

0.7kN/m2

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积灰荷载

0.75kN/m2

2

雪荷载 0.5kN/m

_____________________________

共 1.95kN/m2

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

③ 全跨桁架、天窗架和支撑自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载 （1）全跨永久荷载+全跨可变荷载（按永久荷载效应控制的组合）

全跨节点荷载设计值：

F=(1.35x 2.90kN/m2+1.4x 0.7x 0.7kN/m2+1.4x 0.9x 0.75kN/m2 )x 1.5mx 6m=49.91kN

（2）全跨永久荷载+半跨可变荷载

全跨永久荷载设计值： 对结构不利时：

F1,2 1.35 2.90KN/m2 1.5m 6m 35.235KN（按永久荷载效应控制的组

合）

F1,2 1.2 2.90KN/m2 1.5m 6m 31.32KN（按可变荷载效应控制的组合）

对结构有利时：F1,3 1.0 2.90KN/m2 1.5m 6m 26.1KN 半跨可变荷载设计值：

F2,1 1.4 0.7 0.7KN/m2 0.9 0.75KN/m2 1.5m 6m 14.68KN 按永久荷载效应控制的组合

2F 1.40 .7 0.9 0.75m 1.5m 6m 2,2

=17.33kN（按可变荷载效应控制的组合）

（3）全跨桁架包括支撑自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载（按可变荷载效应控制的组合）

全跨节点桁架自重设计值：

2

1.2 0.38m 1.5m 6m=4.15kN对结构不利时：F 3,12 1.0 0.38m 1.5m 6m=3.46kN对结构有利时：F 3,2

半跨节点屋面板自重及活荷载设计值：

22

F 1.2.m 1.4.m 1.5m 6m=23.94kN 4

5、屋架杆件内力计算

用图解法先求出全垮和半跨单位节点荷载作用下的杆件内力系数，然后乘以

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实际的节点荷载，屋架在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，在第二种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，在全垮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靠近跨中的斜腹杆内力。

如图： 计算结果列于下表：

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6、杆件截面选择

⑴上弦杆

整个上弦杆采用等截面，按FH杆件的最大内力计算，即NFH=959.027kN， 上弦杆计算长度：

在屋架平面内：为节间轴线长度，即l0x = l0=1.085m，在屋架平面外：本屋架为无檩体系，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l0y 为支撑点间的距离，即l0y =3×1.085=3.255m 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。如图所示。 腹杆最大内力N= 509.577KN，查表，中间节点板厚度选用10mm，支座节点板厚度选用12mm。

设λ＝60，查Q235钢的稳定系数表，可得ψ＝0.807，则需要的截面积为

1000/0.807×215=3817.2 mm2 A=N/ψf=959.027×

需要的回转半径：ixreq=l0x /λ＝1.085 / 60m=17.9mm

iyreq=l0y /λ＝3.255 / 60m=54.25mm

根据需要的A、ix 、iy 查角钢规格表，选用2 L 160×100×12，肢背间距a＝8mm，则 A = 60.11cm2，

ix = 2.82cm，iy = 7.67cm

截面验算：

λx

=l0x / ix=108.5 /2.82=38.48 ＜［λ］＝150 （满足） λy=l0y/iy=325.5/7.67=58.75 ﹤[λ] ＝150 （满足）

x

×

上弦截面

x

×

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由于λy > λx ，只需求ψy 。查表ψy =0.814，则

N /ψA=662.308×103 /( 0.814×50.64×102）＝160.67 N/mm2﹤f=215 N/mm2（满足） ⑵下弦杆

整个下弦杆采用等截面，按最大内力所在的杆计算，N=946.485kN计算。l0x=230cm，l0y= 1135cm。

所需截面积Areq=N / f =946.485×103 /215 =4402.3mm2

查角钢规格表，选用2 L160× …… 此处隐藏：5755字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……