梯形钢屋架设计

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梯形钢屋架设计

梯形钢屋架设计

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=1/10。

2.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(2a=+=)1cos10110 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(0.120.011P=+⨯跨度)计算,跨度单位为Wm。

1.永久荷载:三毡四油防水层: 0.4×1.005KN/M2=0.402KN/M2水泥砂浆找平层:0.4×1.005KN/M2=0.402KN/M2保温层: 0.45×1.005 KN/M2=0.45225KN/M2一毡二油隔气层: 0.05×1.005 KN/M2=0.05025KN/M2水泥砂浆找平层:0.3×1.005KN/M2=0.3015KN/M2预应力混凝土大型屋面板:1.4×1.005KN/M2=1.407KN/M2屋架和支撑自重为:(0.12+0.011×21)KN/M2=0.351 KN/M2 悬挂管道: 0.15KN/M2共 3.516 KN/M2 2.可变荷载屋面活荷载标准值:0.7 KN/M2雪荷载标准值:0.35 KN/M2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:222(1.35 3.516/ 1.40.70.7/ 1.40.91.1/)1.5661.37F kN m kN m kN m m m kN=⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=(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:21.1 1.35 3.516 kN/m 1.5642.72F m m kN =⨯⨯⨯=(按永久荷载为主的组合) 21.2 1.2 3.516 kN/m 1.5637.97F m m kN =⨯⨯⨯=(按可变荷载为主的组合)对结构有利时:21.1 1.35 3.516 kN/m 1.5642.72F m m kN =⨯⨯⨯=半跨节点可变荷载设计:222.1 1.4 (0.70.7 kN/m 0.9 1.1kN/m ) 1.5618.65F m m kN =⨯⨯+⨯⨯⨯= 222.2 1.4 (0.7 kN/m 0.9 1.1kN/m ) 1.5621.30F m m kN =⨯+⨯⨯⨯=(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:23.1 1.2 0.351kN/m 1.56 3.79F m m kN =⨯⨯⨯= 对结构有利时:23.2 1.0 0.351kN/m 1.56 3.16F m m kN =⨯⨯⨯= 半跨节点屋面板自重及活荷载设计值:224(1.2 1.4kN/m 1.40.7kN/m ) 1.5623.94F m m kN =⨯+⨯⨯⨯=(1)(2)为使用阶段活荷载情况,(3)为施工阶段荷载情况。

27m梯形钢屋架设计doc

27m梯形钢屋架设计doc

27m梯形钢屋架设计doc⽬录1.设计资料: (3)2.结构形式与布置: (4)3.荷载计算 (5)3.1.全跨永久荷载 + 全跨可变荷载 (6)3.2.全跨永久荷载 + 半跨可变荷载 (6)3.3.全跨屋架(包括⽀撑)⾃重+半跨屋⾯板⾃重+半跨屋⾯活荷载: (6)4.内⼒计算 (7)5.杆件设计 (9)5.1上弦杆: (9)5.2下弦杆: (10)5.3端斜杆aB: (11)5.4腹杆eg-gK: (11)5.5竖杆Ie: (12)6.节点设计 (14)6.1下弦设计:6.1.1⽀座节点“a” (14)6.1.2下弦节点b (16)6.1.3下弦节点c (17)6.1.4下弦节点d (18)6.1.5下弦节点e (19)6.1.6下弦节点f (20)6.1.7下弦节点g (21)6.2上弦设计6.2.1上弦节点“B” (22)6.2.2上弦节点D (23)6.2.3上弦节点F (24)6.2.4上弦节点H (26)6.2.5上弦节点“I ” .......................................................27 6.2.6屋脊节点K . (28)单层⼯业⼚房屋盖结构——梯形钢屋架设计1.设计资料:1.1由设计任务书的已知条件:某地⼀机械加⼯车间,长102m ,跨度30m ,柱距 6m ,车间内设有两台40/10T 中级⼯作制桥式吊车,轨顶标⾼18.5m ,柱顶标⾼27m ,地震设计烈度7度。

采⽤梯形钢屋架,封闭结合,1.5×6m 预应⼒钢筋混凝⼟⼤型屋⾯板(1.43/m kN ),上铺100mm 厚泡沫混凝⼟保温层(容重为13/m kN ),三毡四油(上铺绿⾖砂)防⽔层(0.43/m kN ),找平层2cm 厚(0.33/m kN ),卷材屋⾯,屋⾯坡度i=1/10,屋架简⽀与钢筋混凝⼟柱上,混凝⼟强度等级C20,上柱截⾯400×400mm 。

梯形钢屋架课程设计

梯形钢屋架课程设计
1.深入探讨梯形钢屋架在设计中的安全性因素,包括材料选择、结构优化以及抗风、抗震性能分析;
2.引导学生从经济角度考虑,如何通过数学计算和物理原理降低梯形钢屋架的成本,实现资源的最优利用;
3.通过对比分析,让学生了解不同类型屋架的特点,掌握梯形钢屋架在市场竞争中的优势和劣势;
4.组织学生进行课程总结汇报,分享各自小组在梯形钢屋架设计过程中的学习心得、成果展示和改进建议,促进知识的内化和技能的迁移。
梯形钢屋架课程设计
一、教学内容
《梯形钢屋架课程设计》基于八年级《数学》教材中“几何图形的认识与测量”章节,主要包括以下内容:梯形的定义及性质;梯形的面积计算;钢屋架中梯形的应用;实际测量与计算实例。具体教学内容如下:
1.回顾梯形的定义及性质,掌握梯形的分类(等腰梯形、直角梯形等);
2.学习梯形面积的计算方法,理解并掌握梯形面积公式的推导;
2.结合物理知识,分析梯形钢屋架在受力时的应力分布,探讨如何通过调整梯形参数优化结构设计;
3.实践操作环节,组织学生进行小组合作,设计一个小型梯形钢屋架模型,并进行模型制作和承重测试;
4.通过反思和评价,让学生总结梯形钢屋架设计过程中的数学和物理原理,提高学生的综合运用能力和创新思维。
4、教学内容
《梯形钢屋架课程设计》最后阶段的教学内容如下:
5、教学内容
《梯形钢屋架课程设计》教学内容的最后部分如下:
1.强调工程伦理和可持续发展的概念,讨论梯形钢屋架设计在环境保护和资源节约方面的责任;
2.引导学生进行综合案例分析,评估梯形钢屋架在实际工程项目中的性能表现,包括耐久性、维护成本和整体效益;
3.通过模拟实际工程投标过程,让学生体验项目报价、成本控制和市场竞争策略,增强学生的商业意识和实际操作能力;

课程设计梯形钢屋架设计(21m跨)

课程设计梯形钢屋架设计(21m跨)

梯形钢屋架设计(21m跨)一、设计资料某地区某金工车间。

采用无檩屋盖体系,梯形钢屋架。

跨度为21 m,柱距6 m,厂房长度为144 m,厂房高度为15.7 m。

车间内设有两台150/520 kN中级工作制吊车,计算温度高于-20 ℃。

采用三毡四油防水屋面上铺小石子设计荷载标准值0.4 kN/m2,水泥砂浆找平层设计荷载标准值0.4 kN/m2,泡沫混凝土保温层设计荷载标准值0.1 kN/m2,水泥砂浆找平层设计荷载标准值0.5 kN/m2,1.5 m×6.0 m预应力混凝土大型屋面板设计荷载标准值1.4 kN/m2。

屋面积灰荷载0.35 kN/m2,屋面活荷载0.35 kN/m2,雪荷载为0.45 kN/m2,风荷载为0.5 kN/m2。

屋架铰支在钢筋混凝土柱上,柱截面为400 mm×400 mm,砼标号为C20。

二、屋架形式、尺寸、材料选择及支撑布置1、钢材及焊条选择根据建造地区(北京)的计算温度和荷载性质及连接方法,钢材选用Q235-B。

焊条采用E43型,手工焊。

2、屋架形式及尺寸本设计采用无檩屋盖,i=1/10,采用梯形屋架。

屋架跨度为L=21000 mmL=L-300=20700 mm,屋架计算跨度为H=2000 mm ,(1/16 ~ 1/12)L,(通常取为2.0 ~2.5 m)端部高度取H+0.5i L=2000 + 0.1×21000/2=3050 mm,中部高度取H=屋架杆件几何长度见附图1所示,屋架跨中起拱42 mm(f = L/500考虑)。

为使屋架上弦承受节点荷载,配合宽度为1.5 m的屋面板,采用上弦节间长度为3.0 m。

附图1:屋架杆件几何长度(单位:mm)3、屋盖支撑布置根据车间长度、屋架跨度和荷载情况,设置四道上、下弦横向水平支撑。

因柱网采用封闭结合,为统一支撑规格,厂房两端的横向水平支撑设在第二柱间。

在第一柱间的上弦平面设置刚性系杆保证安装时上弦杆的稳定,第一柱间下弦平面也设置刚性系杆以传递山墙风荷载。

梯形钢屋架课程设计计算书

梯形钢屋架课程设计计算书

梯形钢屋架课程设计计算书梯形钢屋架课程设计计算书⼀、设计资料1、某车间跨度为24m,⼚房总长度102m,柱距6m,车间内设有两台50/10t中级⼯作制软钩桥式吊车,地区计算温度⾼于-20℃,⽆侵蚀性介质,地震设防烈度为6度,屋架下弦标⾼为18m;2、采⽤1.5×6 m预应⼒钢筋混凝⼟⼤型屋⾯板,Ⅱ级防⽔,卷材屋⾯,桁架采⽤梯形钢桁架,两端铰⽀在钢筋混凝⼟柱上,3、上柱截⾯尺⼨为450×450mm4、混凝⼟强度等级为C255、屋架采⽤的钢材及焊条为:Q345钢,焊条为E50型。

结构形式与布置图屋架计算跨度:Lo=L-2×150=24000-300=23700mm。

端部⾼度Ho=1.74m屋⾯坡度i=1/12节间为3m的⼈字形式,屋⾯板传来的荷载,正好作⽤在节点上,使之传⼒更好。

⼆、荷载与内⼒计算1、荷载计算永久荷载:改性沥青防⽔层0.4kN/m220厚1:2.5⽔泥砂浆找平层0.40kN/m280厚泡沫混凝⼟保温层0.6kN/m2预应⼒混凝⼟⼤型屋⾯板(包括灌缝) 1.5kN/m2悬挂管道0.15N/m2屋架和⽀撑⾃重为(0.120+0.011L)=0.384kN/m2总计:3.434KN/m2可变荷载基本风压:0.35 kN/m2基本雪压:(不与活荷载同时考虑)0.5kN/m2积灰荷载0.5kN/m2不上⼈屋⾯活荷载0.7kN/m2(可变荷载可按⽔平投影⾯积计算)荷载与雪荷载不会同时出现,故取两者较⼤的活荷载计算。

0.7>0.5 kN/m2总计:1.2KN/m2由于屋⾯夹⾓较⼩,风载为吸⼒,起卸载作⽤,⼀般不考虑。

永久荷载设计值 1.35×3.434KN/m2=4.64KN/m2可变荷载设计值 1.4×1.2KN/m2=1.68KN/m22、荷载组合设计屋架时,应考虑以下三种组合:组合⼀:全跨永久荷载+全跨可变荷载。

屋架上弦节点荷载F=(4.64KN/m2+1.68KN/m2) ×1.5×6m=56.88kN组合⼆:全跨永久荷载+半跨可变荷载。

梯形钢屋架课程设计1

梯形钢屋架课程设计1

梯形钢屋架课程设计计算书1.设计资料:1、车间柱网布置:长度90m ;柱距6m ;跨度18m2、屋面坡度:1:103、屋面材料:预应力大型屋面板4、荷载1)静载:屋架及支撑自重0.45KN/m²;屋面防水层 0.4KN/m²;找平层0.4KN/m²;大型屋面板自重(包括灌缝)1.4KN/m²。

2)活载:屋面雪荷载0.3KN/m²;屋面检修荷载0.5KN/m²5、材质 Q235B钢,焊条E43XX系列,手工焊。

2 . 结构形式与选型屋架形式及几何尺寸如图所示上弦横向水平支撑一般设置在房屋两端且间距不宜大于60m,根据厂房长度(90m>60m)、跨度及荷载情况,设置上弦横向水平支撑3道。

下弦横向水平支撑与上弦横向水平支撑对应的布置在同一柱间距内,以形成稳定空间体系。

下弦纵向水平支撑不进行布置。

垂直支撑设置在上、下弦横向支撑的柱间内,在屋架两端及跨中的竖直面内。

系杆沿房屋纵向通长设置,以保证屋架的侧向稳定。

支撑布置如图所示:梯形钢屋架支撑布置如图所示:3 . 荷载计算屋面雪荷载与检修荷载不会同时出现,计算时,取较大的荷载标准值进行计算。

故取屋面活荷载0.5KN/m²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2g (0.120.011)/k l kN m =+计算,跨度单位为米(m )荷载计算表设计屋架时,应考虑以下三种荷载组合: 1、 全跨永久荷载1F +全跨可变荷载2F全跨节点永久荷载及可变荷载:F (3.578+0.7) 1.5638.502kN =⨯⨯=2、 全跨永久荷载1F +半跨可变荷载2F全跨节点永久荷载:1F 3.578 1.5632.202kN =⨯⨯=半跨节点可变荷载:2F 0.7 1.56 6.3kN =⨯⨯=3、 全跨屋架(包括支撑)自重3F +半跨屋面板自重4F +半跨屋面活荷载2F全跨节点屋架自重:3F 0.608 1.56 5.47kN =⨯⨯=半跨节点屋面板自重及活荷载:4F (1.890.5) 1.5621.51kN =+⨯⨯=1、2为使用节点荷载情况,3为施工阶段荷载情况。

【精品】普通梯形钢屋架设计指导书.docx

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普通梯形钢屋架设计指导书§1概述钢屋架是屋盖结构的一部分,是主要的承重构件。

按结构形式可分为三角形屋架、梯形屋架、两钗拱屋架、三饺拱屋架和梭形屋架;按照所采用的钢材规格的不同,屋架可分为普通钢屋架、轻型钢屋架(杆件为圆钢和小角钢)和薄壁型钢屋架。

普通钢屋架是由普通角钢和节点板焊接而成。

这种屋架受力性能好,构造简单,施工方便,广泛应用于工业和民用建筑的屋盖结构中,一般是用于大型钢筋混凝土屋面板等重型屋面,将屋面板直接放在屋架或天窗架上,普通屋架所用的等边角钢不小于Z45X4,不等边角钢不小于Z56X36X4o屋架钢材一般采用Q235B.F (3号沸腾钢)钢材,冬季计算温度等于或低于30°C时的屋架宜采用Q235B(3号镇静钢),荷载较大的大跨度屋架可采用Q345 (16Mn钢)或Q390(15MnV钢)。

§ 2屋架的形式及主要尺寸一、普通梯形钢屋架概述屋架的外形常用的有梯形、三角形和平行弦等几种,选择屋架的外形和腹杆形式应该经过综合考虑分析确定。

屋架的形式主要取决于房屋的使用要求,屋面材料及需要的屋面坡度,屋架与柱的连接方式(较接或刚接),屋盖的整体刚度等。

同时,屋架的外形还考虑在制造简单的条件下尽量与弯矩图形相接近,使弦杆的内力差别较小。

屋面坡度i根据所采用的屋面材料可取为:卷材防水屋面z =1/12—1/8长尺压型钢板和夹芯板屋面z =1/20-1/8波形石棉瓦屋面1=1/4〜1/2.5瓦楞铁、短尺压型钢板和夹芯板屋面z =1/6-1/3普通梯形钢屋架通常用于屋面坡度较为平缓的大型屋面板或长尺压型钢板的屋面,跨度一般为15〜36m,柱距6〜12m,跨中经济高度为(1/8〜1/10)I。

梯形屋架外形比较接近弯矩图,因而弦杆内力沿跨度分布比较均匀,用料较经济,且可以和柱刚接或钗接,且刚接可使建筑物横向刚度提高。

与柱刚接的梯形屋架,端部高度一般为(1/12〜1/16)I,通常取2.0〜2.5m;与柱钗接的梯形屋架,端部高度1.5〜2.0m, 此时,跨中高度可根据端部高度和上弦坡度确定。

梯形钢屋架课程设计

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72,屋面坡度1:10,跨度30m ,长度102m ,,地点:哈尔滨,基本雪压:0.45 kN/m 2,基本风压:0.45kN/m 2。

该车间内设有两台200/50kN 中级工作制吊车,轨顶标高为8.5m 。

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=1/10。

屋面活荷载标准值0.7kPa ,血荷载标准值为0.1 kN/m 2,积灰荷载标准值为0.6 kN/m 2。

屋架绞支在钢筋混凝土柱上,上柱截面为400mm ×400mm 。

混凝土采用C20,,钢筋采用Q235B 级,焊条采用 E43型。

(2)屋架计算跨度:l 0=30m-2×0.15m=29.7m 。

(3)跨中及端部高度:采用无檩无盖方案。

平坡梯形屋架,取屋架在30m 轴线处的端部高度m h 005.20='。

屋架跨中起拱按500/0l 考虑,取60mm 。

二、结构形式与布置屋架形式及几何尺寸如下图:根据厂房长度(102>60)、跨度及荷载情况,设置三道上、下弦横向水平支撑。

因柱网采用封闭结合,厂房两端的横向水平支撑设在第一柱间,该水平支撑的规格与中间柱间的支撑规则有所不同。

梯形钢屋架支撑布置如下图:三、荷载计算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 2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2/)11.012.0(m kN l g k +=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 2)设计值(kN/m 2) 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 0.4 0.4×1.35=0.54 找平层(厚20mm) 0.2×20=0.4 0.4×1.35=0.54 80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 0.1 0.1×1.35=0.135永久荷载总和 3.23 4.361 屋面活荷载 0.7 0.7×1.4=0.98 积灰荷载 0.6 0.6×1.4=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: 全跨节点永久荷载及可变荷载:kN F 629.5565.1)82.1361.4(=⨯⨯+=(2) 全跨永久荷载+半跨可变荷载 全跨节点永久荷载:kN F 249.3965.1361.41=⨯⨯=半跨节点可变荷载:kN F 38.1665.182.12=⨯⨯=(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:kN F 47.565.1608.03=⨯⨯=半跨接点屋面板自重及活荷载:kN F 31.2365.1)7.089.1(4=⨯⨯+=(1)、(2)为使用节点荷载情况,(3)为施工阶段荷载情况。

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梯形钢屋架课程设计计算书目录一、设计资料 (3)二、屋架几何尺寸及檩条布置 (3)1、屋架几何尺寸 (3)2、檩条布置 (4)三、支撑布置 (5)1、上弦横向水平支撑 (5)2、下弦横向和纵向水平支撑...................................................................................... (5)3、垂直支撑 (5)4、系杆 (5)四、荷载与内力计算 (6)1、荷载计算 (6)2、荷载组合 (6)3、内力计算 (7)五、杆件截面设计 (7)1、节点板厚度 (7)2、杆件计算长度系数及截面形式 (9)3、上弦杆 (9)4、下弦杆 (9)5、再分式腹杆Ig-gf (10)6、竖腹杆Ie (10)六、节点设计 (13)1、下弦节点“b” (13)2.上弦节点“C” (16)3.有工地拼接的下弦节点“f” (18)4.屋脊节点“K” (19)5.支座节点“a” (16)七、填板设计 (21)一、设计资料:1. 车间平面尺寸为144m×30m,柱距9m,跨度为30m,柱网采用封闭结合。

车间内有两台15t/3t中级工作制软钩桥式吊车。

2. 屋面采用长尺复合屋面板,板厚50mm,檩距不大于1800mm。

檩条采用冷弯薄壁斜卷边Z形钢Z250×75×20×2.5,屋面坡度i=l/10。

3. 钢屋架简支在钢筋混凝土柱顶上,柱顶标高9.000m,柱上端设有钢筋混凝土连系梁。

上柱截面为400mm×400mm,所用混凝土强度等级为C30,轴心抗压强度设计值f c=14.3N/mm2。

抗风柱的柱距为6m,上端与屋架上弦用板铰连接。

4. 钢材用 Q235-B,焊条用 E43系列型。

5. 屋架采用平坡梯形屋架,无天窗,外形尺寸如下图所示图 1 屋架外形尺寸及腹杆布置形式Ho=1650mm6. 该车间建于深圳近郊。

7. 屋盖荷载标准值:(l) 屋面活荷载0.50 kN/m2(2) 基本雪压s00 kN/m 2(3) 基本风压w00.75 kN/m2(4) 复合屋面板自重0.15 kN/m2(5) 檩条自重0.084kN/m(6) 屋架及支撑自重0.12+0. 011L kN/m28. 运输单元最大尺寸长度为15m,高度为4.0m。

二、屋架几何尺寸及檩条布置1、屋架几何尺寸屋架上弦节点用大写字母A, B, C…连续编号,下弦节点以及再分式腹杆节点用小写字母a, b, c…连续编号。

由于梯形屋架跨度L = 30m > 24m ,为避免影响使用和外观,制造时应起拱f = L / 500 = 60mm 。

屋架计算跨度l0 = L - 2 ⨯ 0.15 = 30 - 2 ⨯ 0.15 = 29.7m 。

起拱后屋架杆件几何尺寸和节点编号如图2 所示(其中虚线为原屋架,实线为起拱后屋架)。

图 2 屋架几何尺寸运输单元的最大尺寸为长度15m,高度4m。

此屋架跨度30m,高度3.3m,所以可将屋架从屋脊处断开,取一半屋架作为运输单元,长度为15m,高为3.3m。

两个运输单元分别在工厂里面制作完成后,再运输至施工现场进行拼接。

2、檩条布置采用长尺复合屋面板,单坡内不需要搭接,在屋架上弦节点设置檩条,水平檩距为1.5m。

檩条跨度l = 9m > 6m ,在跨中三分点处设置两道拉条,为檩条提供两个侧向支撑点。

由于风荷载较大,故在屋檐和屋脊处都设置斜拉条和刚性撑杆,以将拉条的拉力直接传递给屋架。

檩条、拉条和撑杆的设置如图 3 所示。

三、支撑布置1、上弦横向水平支撑上弦横向水平支撑应设置在厂房两端的第一个柱间,且间距不宜超过60m。

本车间长度为144m,因此需要布置四道横向水平支撑,如图4 所示。

图 4 上弦横向水平支撑2、下弦横向和纵向水平支撑屋架跨度L = 30m > 24m ,且车间内有两台15t/3t 中级工作制软钩桥式吊车,故应设置下弦横向和纵向水平支撑。

下弦横向水平支撑与上弦横向水平支撑布置在同一柱间,如图 5 所示。

3、垂直支撑垂直支撑必须设置。

对于本屋架结构,在跨度中央设置一道中间垂直支撑,在屋架两端各设置一道垂直支撑。

垂直支撑只设置在有横向水平支撑的同一柱间的屋架上,如图 6 所示。

4、系杆没有设置横向水平支撑的屋架,其上下弦的侧向支撑点由系杆来充当。

上弦平面内,屋 脊和屋檐处需要设置刚性系杆,其它支撑点处设置柔性系杆。

本屋盖结构中,檩条长细比 l = 194.6 < 200 ,故可兼充上弦平面的刚性和柔性系杆。

下弦平面设置两道柔性系杆(图 5), 可采用 ∠45 ⨯ 5 的单角钢。

四、荷载与内力计算1、荷载计算 (1)永久荷载复合屋面板自重 0.152kN/m 檩条自重 0.0842kN/m 屋架及支撑自重 0.452kN/m永久荷载总和: 0.6842kN/m(2)可变荷载(a )屋面活荷载 0.52kN/m (b )风荷载:0kz s z w w βμμ=其中z β= 1.0 ,z μ= 1.0 ,0w = 0.752kN/m迎风面s μ= -0.6,背风面s μ= -0.5 。

故迎风面k w = -0.452kN/m ,背风面k w = -0.3752kN/m 。

2、荷载组合设计屋架时,应考虑以下四种组合:(1)组合一:全跨永久荷载+全跨活荷载永久荷载与活荷载大小接近,活荷载起控制作用,荷载设计值为 q = 1.2 ⨯ 0.684 + 1.4 ⨯ 0.5 = 1.522kN/m屋架上弦节点荷载为P = q A = 1.52 ⨯1.5 ⨯ 9 = 20.52kN(2)组合二:全跨永久荷载+半跨活荷载全跨永久荷载: 1q = 1.2 ⨯ 0.66(0.684) = 0.792(0.821)2kN/m1P = 1q A = 0.792 ⨯1.5 ⨯ 9 = 10.72kN/m半跨活荷载:2q = 1.4 ⨯ 0.5 = 0.72kN/m2P = 2q A = 0.7 ⨯1.5(水平檩距) ⨯ 9(檩条跨度) = 9.452kN/m(3)组合三:全跨屋架及支撑自重+半跨屋面板重+半跨施工荷载全跨屋架及支撑自重:3q = 1.0 ⨯ 0.45 = 0.452kN/m3P = 3q A = 0.45 ⨯1.5 ⨯ 9 = 6.082kN/m半跨屋面板重+半跨屋面活荷载:4q = 1.2 ⨯ ( 0.15 + 0.084 ) + 1.4 ⨯ 0.5 = 0.98082kN/m4P = 4q A = 0.9808 ⨯1.5 ⨯ 9 = 13.24082kN/m(4)组合四:全跨永久荷载+风荷载迎风面:5q = 1.0 ⨯ 0.684 - 1.4 ⨯ 0.45÷0.995(坡度,cos ) = 0.0052kN/m > 0背风面:6q = 1.0 ⨯ 0.684 - 1.4 ⨯ 0.375÷0.995 = 0.1562kN/m > 0可见,风吸力不会引起屋架杆件内力由拉力变为压力,不需要考虑该组合。

上述各组合中,端部节点荷载取跨中节点荷载值的一半。

3、内力计算本设计采用数值法计算杆件在单位节点力作用下各杆件的内力系数(单位节点力分别作 用于全跨、左半跨和右半跨),内力计算结果如表 1 所示。

五、杆件截面设计1、节点板厚度对于梯形屋架,节点板厚度由腹杆最大内力(一般在支座处)按下表取用:本屋架中腹杆最大内力 N =243.68kN ,因此中间节点板厚取 8mm ,支座节点板厚取 10mm 。

表1 屋架内力组合表2、杆件计算长度系数及截面形式 (1)上弦杆面内计算长度系数 x μ = 1.0 。

根据上弦横向水平支撑的布置方案(图 4),面外计算长度系数y μ= 4.0 。

y μ= 4x μ ,根据等稳定原则,采用两不等边角钢短肢相并组成的 T 形截面。

(2)下弦杆与上弦杆类似,面内计算长度系数x μ= 1.0 ,由图 5 可知,面外计算长度0y l = 6m 。

下弦杆受拉,不需要考虑稳定性,因此下弦杆采用两等肢角钢组成的 T 形截面。

(3)支座腹杆(Aa 、aB )面内和面外计算长度系数都为 1.0,采用两等肢角钢组成的 T 形截面。

(4)再分式腹杆(eg 、gK )面内计算长度系数x μ= 1.0 ,面外计算长度系数y μ=2219.430.750.2520.750.25 1.83 1.014.07N N ⎛⎫⎛⎫⨯+=⨯+⨯=> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭采用两不等边角钢短肢相并组成的 T 形截面。

(5)跨中竖腹杆(Kf )采用两个等肢角钢组成的十字形截面,斜平面内计算长度系数为 0.9。

(6)其它腹杆面内计算长度系数x μ= 0.8 ,面外计算长度系数y μ = 1.0 ,根据等稳定原则,采用两等肢角钢组成的 T 形截面。

3、上弦杆上弦杆需要贯通,各杆截面相同,按 IJ 、JK 杆的最大内力设计,即 N = -521.54kN 。

计算长度0x l = l = 1508mm ,0y l = 4l = 6032mm 。

截面选用 2∠140 ⨯90⨯10 ,短肢相并,肢背间距 a=8mm,所提供的截面几何特性为:A = 44.522cm 2 , x i = 2.56cm ,y i = 6.69cm 。

(1)刚度验算[]0150.858.911502.56x x x l i λλ===<= ,满足[]0603.290.161506.69y y yl i λλ===<= (2)整体稳定验算101/140/10140.56/0.566032/14024.1y b t l b ==<=⨯=,因此绕 y 轴弯扭屈曲的换算长细比(单轴对称截面,绕y 轴屈曲需考虑扭转效应)90.16yz y λλ==yz x λλ>,上弦杆绕y 轴弯扭屈曲,按b 类截面查得稳定系数ϕ=0.62,则3222521.5410188.94N/mm 215N/mm 0.6244.52210N f A ϕ⨯==<=⨯⨯ ,满足 4、下弦杆下弦杆需要贯通,各杆截面相同,按 de 杆的最大内力设计,即 N =507.87kN 。

计算长度 0x l =l =3000mm , 0y l = 6000mm 。

截面选用 2∠80 ⨯ 8 ,肢背间距 a=8mm ,所提供的截面几何特性为: A = 24.6062cm , x i = 2.44cm , y i =3.62cm(1)刚度验算[]0300122.953502.44x x x l i λλ===<=,满足[]0600165.753503.62y y y l i λλ===<= (2)强度验算 3222507.8710206.44N/mm 215N/mm 24.60610N f A ⨯==<=⨯ , 满足5、再分式腹杆 eg-gK再分式腹杆在g 节点处不断开,采用通长杆件。

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