梯形钢屋架课程设计计算书
梯形钢屋架设计

梯形钢屋架设计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。
钢结构梯形屋架课程设计计算书

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L 0=24000-300=23700mm ;端部高度取H=1990mm ,中部高度取H=3190mm (为L 0/7.4)。
屋架几何尺寸如图1所示:1990135022902590289031902608285931193370253528593129339615091508150Aac egIB CD FG H I 15008=12000×150815081508150815081508起拱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)上弦平面支撑布置屋架和下弦平面支撑布置垂直支撑布置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α=+=换算为沿水平投影面响。
沿屋面分布的永久荷载乘以21c o s111111.004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P=0.12+0.011⨯跨度)计算,跨度单位为m。
(w标准永久荷载:二毡三油防水层 1.004x0.35=0.351kN/m220mm厚水泥砂浆找平层 1.004x 0.4=0.402kN/m260mm厚泡沫混凝土保温层 1.004x 0.06x 6=0.36kN/m2 预应力混凝土大型屋面板(包括灌缝) 1.004x 1.4=1.406kN/m2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积灰荷载 0.75kN/m 2雪荷载 0.5kN/m2_____________________________共 1.95kN/m 2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/m 2+1.4x 0.7x 0.7kN/m 2+1.4x 0.9x 0.75kN/m 2 )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:KN m m m KN F 235.3565.1/90.235.122,1=⨯⨯⨯=(按永久荷载效应控制的组合)KN m m m KN F 32.3165.1/90.22.122,1=⨯⨯⨯=(按可变荷载效应控制的组合) 对结构有利时:KN m m m KN F 1.2665.1/90.20.123,1=⨯⨯⨯= 半跨可变荷载设计值:()(组合按永久荷载效应控制的KN m m m KN m KN F 68.1465.1/75.09.0/7.07.04.1221,2=⨯⨯⨯+⨯⨯=()22,2F 1.40.70.90.75k N m 1.5m 6m =17.33k N =⨯+⨯⨯⨯(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:对结构不利时:23,1F 1.20.384k N m 1.5m 6m =4.15k N =⨯⨯⨯ 对结构有利时:23,2F 1.00.384k N m 1.5m 6m =3.46k N =⨯⨯⨯ 半跨节点屋面板自重及活荷载设计值:()224F 1.21.4k N m 1.40.7k N m 1.5m 6m =23.94k N =⨯+⨯⨯⨯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。
24米跨梯形钢屋架课程设计计算书

钢结构课程设计目录一、设计资料 (2)二、屋架形式和几何尺寸 (3)三、支撑布置 (4)四、屋架节点荷载 (5)五、屋架杆件内力计算 (6)六、杆件截面选择 (8)七、节点设计 (15)一、设计资料题目:某厂房总长度60m ,屋架跨度21m ,纵向柱距6m 。
1.结构形式:钢筋混凝土柱,梯形钢屋架。
柱的混凝土强度等级为C30,屋面坡度i=1/10;L 为屋架跨度。
地区计算温度高于-200C ,无侵蚀性介质,地震设防烈度为7度(0.15g ),屋架下弦标高为18m 。
2. 屋架形式及荷载:屋架形式、几何尺寸及内力系数(节点荷载P=1.0作用下杆件的内力)如附图所示。
3.屋盖结构及荷载:采用1.5×6.0m 预应力混凝土屋面板(考虑屋面板起系杆作用)。
荷载:① 屋架及支撑自重:按经验公式q=0.12+0.011L 计算,L 为屋架跨度,以m 为单位,q 为屋架及支撑自重,以KN/m 2为单位;② 屋面活荷载:施工活荷载标准值为0.7KN/m 2,雪荷载的基本雪压标准值为S 0=0.35KN/m 2,施工活荷载与雪荷载不同时考虑,而是取两者的较大值; ③ 积灰荷载:0.9 KN/m 2④ 屋面各构造层的荷载标准值:三毡四油(上铺绿豆砂)防水层 0.4KN/m 2水泥砂浆找平层 0.4KN/m 2 保温层 0.7KN/m 2 一毡二油隔气层 0.05KN/m 2 预应力混凝土屋面板 1.4KN/m 2二、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0l =21000-300=20700mm ;端部高度取0H 1990mm ,跨中高度H=3040mm ,屋架几何尺寸如图1所示、屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值如图2所示、屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值如图3所示图1 21米跨屋架几何尺寸117图2 21米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值Aacegg'e'c'a'+3.0100.000-5.310-7.339-6.861-5.319-3.923-2.1620.00-5.641-2.633-0.047+1.913+1.367+1.57+1.848+3.960+1.222-1.039-1.200-1.525-1.776-2.043-1.0-1.0-1.00.000.000.00-0.5+6.663+7.326+5.884+4.636+3.081+1.090BCDEFGHG 'F 'E 'D 'C 'B 'A '0.5 1.01.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0图3 21米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值三、支撑布置由于房屋长度只有60m ,故在房屋两端部开间设置上、下横向水平支撑和屋架两端及跨中三处设置垂直支撑。
15m梯形钢屋架计算书

梯形钢屋架课程设计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96m ;柱距6m ;跨度15m。
2、屋面坡度:1:10。
3、屋面材料:压型钢板。
4、荷载1)静载:屋架及支撑自重0.45KN/m²。
2)活载:屋面活荷载0.5KN/m²。
5、材质Q235B钢,焊条E43XX系列,手工焊。
6、屋架采用平坡梯形屋架,无天窗,外形尺寸(取一半)如图1 所示图12 . 结构形式与选型屋架形式及几何尺寸如图所示根据厂房长度(96m>60m)、跨度及荷载情况,设置上弦横向水平支撑2道,下弦由于跨度为15m故不设下弦支撑。
如图2图23、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 3 所示。
图34 . 荷载计算屋面活荷载0.5KN/m ²进行计算。
荷载计算表 荷载名称 标准值(KN/m²) 设计值(KN/m²) 屋架及支撑自重 0.45 0.15×1.35=0.608 可变荷载总和 0.50.7荷载组合方法:1、全跨永久荷载1F +全跨可变荷载2F2、全跨永久荷载1F +半跨可变荷载2F3、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2F5 内力计算屋架构件内力组合表杆件名称杆件编号 单位荷载 F =1 静载作用(KN/m ²) 活载(KN/m ²)0.7 杆件内力 计算内力在左 在右全跨全部恒载3.578 屋架支撑0.608大型屋面板1.89在左在右全部组合一组合二组合三在左 在右 全部 上弦杆AB 0.000.000.000.000.00 0.00 0.00 0.000.000.000.000.000.000.000.00 BC -4.69 -2.16 -6.23 -22.28 -3.79 -8.86 -4.09 -11.77 -3.28 -1.51 -4.36 -143.84 -138.02 -86.01 -143.84 CD -4.68 -2.16 -6.22 -22.25 -3.78 -8.85-4.08-11.75 -3.28 -1.51 -4.35 -143.63 -137.83 -85.89-143.63DE -6.21 -3.93 -9.00 -32.19 -5.47 -11.73 -7.42 -17.01 -4.34 -2.75 -6.30 -207.85 -197.30 -116.34 -207.85 EF-6.20 -3.92 -8.99 -32.17-5.47-11.72 -7.42-16.99 -4.34 -2.75 -6.29 -207.70 -197.15 -116.26 -207.70下弦杆ab -1.21 -2.82 -3.49 -12.49 -2.12 -2.29 -5.34 -6.60 -0.85 -1.98 -2.44 -80.62 -72.00 -28.38 -80.62 bc 1.87 -0.83 1.01 3.60 0.61 3.53 -1.57 1.90 1.31 -0.58 0.70 23.25 26.51 29.44 29.44 cd 2.07 0.72 2.31 8.26 1.40 3.91 1.36 4.36 1.45 0.51 1.62 53.33 52.43 36.52 53.33斜腹杆aB -5.06 -2.05 -6.51 -23.31 -3.96 -9.56 -3.87 -12.31 -3.54 -1.43 -4.56 -150.49 -144.99 -92.14 -150.49 Bb 3.38 1.83 4.68 16.76 2.85 6.39 3.46 8.85 2.37 1.28 3.28 108.19 103.28 62.69 108.19 bD -2.15 -1.79 -3.42 -12.25 -2.08 -4.06 -3.39 -6.47 -1.51 -1.25 -2.40 -79.09 -74.28 -41.31 -79.09 Dc 0.73 1.55 1.83 6.55 1.11 1.38 2.93 3.46 0.51 1.08 1.28 42.27 38.11 16.21 42.27 Cf 0.38 -1.54 -0.71 -2.54 -0.43 0.72 -2.90 -1.34 0.27 -1.07 -0.50 -16.41 -12.29 2.99 -16.41竖杆Aa -0.50 0.00 -0.50 -1.79 -0.30 -0.95 0.00 -0.95 -0.35 0.00 -0.35 -11.55 -11.55 -8.63 -11.55 Cb -0.93 0.03 -0.91 -3.27 -0.56 -1.77 0.06 -1.73 -0.65 0.02 -0.64 -21.10 -21.18 -16.07 -21.18 Ec -0.95 0.03 -0.93 -3.34 -0.57 -1.80 0.05 -1.77 -0.67 0.02 -0.65 -21.58 -21.66 -16.42 -21.66 Fd 0.08 0.08 0.85 3.03 0.52 0.15 0.15 1.60 0.06 0.06 0.59 19.58 16.68 3.90 19.586 杆件设计1、上弦杆整个上弦采用等截面,按EF杆件的最大设计内力设计,即N=-255KN上弦杆计算长度:在屋架平面内:0x0l l 1.508m==,0yl2 1.508 3.016m==×上弦截面选用两个不等肢角钢,短肢相并。
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。
24米跨梯形钢屋架设计计算书

1.09b2 4 λ yz = λ y 1 + 2 2 l0 y t
= 96.9 < [λ ] = 150
由 λ yz 查表得 ϕ yz = 0.576 ,
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钢 结 构 课 程 设 计
所以 λ yz = λ y 1 +
0.475b 4 l 02y t 2
yz
0.475 × 6.3 4 = 89.3 × + 1 260 2 × 0.6 2
= 92 < [λ ] = 150
由 λ yz 查 b 类截面的 ϕ
= 0 . 74
σ=
2
λx =
l 0 x 366.3 = = 63.0 < [λ ] = 150 ix 5.81
λy =
l0 y iy
=
366.3 = 86.6 < [λ ] = 150 4.23
, 故
由于
l 0 y 0.48 × 366.3 b2 11 = = 11 < 0.48 = = 16.0 t b2 1 11
2
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钢 结 构 课 程 设 计
λy =
l0 y iy
=
260 = 89.3 < [λ ] = 150 2.91
λx =
l 0 x 208 = = 107.8 < [λ ] = 150 i y 1.93
由于
l y 0.58 × 260 b 6.3 = = 10.5 < 0.58 = = 23.9 t 0.6 b 6.3
3、内力计算
跨度21米梯形钢屋架课程设计计算书

梯形钢屋架课程设计一、设计资料(1)、某工业厂房,建筑地点在太原市,屋盖拟采用钢结构有檩体系,屋面板采用100mm厚彩钢复合板(外侧基板厚度0.5mm,内侧基板厚度0.4mm,夹芯材料选用玻璃丝棉,屋面板自重标准值按0.20 kN/m2计算),檩条采用冷弯薄壁C型钢。
屋架跨度21m,屋面排水坡度i=1:10,有组织排水。
屋架支承在钢筋混凝土柱(C30)上,柱顶标高9.0m,柱距6m,柱截面尺寸为400×400mm。
厂房纵向长度60m。
基本风压0.40KN/m2,基本雪压0.35KN/m2。
不考虑积灰荷载。
注:屋架、檩条、拉条及支撑自重标准值可按下列数值考虑:0.30kN/m2(6.0m)(2)、屋架计算跨度:L0=21-2×0.15=20.7m(3)跨中及端部高度:屋盖拟采用钢结构有檩体系,屋面排水坡度i=1:10,取屋架在21m轴线处的端部高度h0’=1.99m, 屋架的中间高度h=3.025m,则屋架在20.7m,两端的高度为h o=2.004m。
二、结构形式与布置屋架形式及几何尺寸如图2-1所示根据厂房长度(60m),跨度及荷载情况,设置两道上下横向水平支撑。
因为柱网采用封闭形式,厂房横向水平支撑设在两端第二柱间,图2-1梯形屋架形式和几何尺寸在第一柱间的上弦平面设置了刚性系杆,以保证安装时的稳定。
在第一柱间的下弦平面也设置了刚性系杆,以传递山墙风荷载。
梯形钢屋架支撑布置如图2-2.桁架上弦支撑布置图桁架下弦支撑布置图垂直支撑布置1-1垂直支撑布置2-2SC—上弦支撑XC—下弦支撑CC—垂直支撑GG—刚性系杆LG—柔性系杆图2-1梯形屋架支撑布置图三、荷载计算荷载:屋架的受荷水平投影面积为:22602A>==,故按⨯mm612621m《建筑结构荷载规范》取屋面活荷载(按不上人屋面)标准值为0.5kN/m2,雪荷载为0.35kN/m2,取屋面活荷载与雪荷载中较大值0.5kN/m2。
梯形钢屋架课程设计

目录一、设计资料 (2)二、屋架尺寸及结构形式与选型 (2)三、荷载计算 (3)1.永久荷载 (3)2.可变荷载 (3)3.荷载组合 (4)四、内力计算 (4)五、杆件设计 (6)1.上弦杆 (6)2.下弦杆 (7)3.斜腹杆 (8)4.竖杆 (9)六、节点设计 (10)1.下弦节点C (10)2.上弦节点B (11)3.屋脊节点G (12)4.支座节点A (13)附录:钢屋架施工图梯形钢屋架课程设计计算书一、设计资料:1、 车间柱网布置:长度90m ;柱距6m ;跨度21m2、 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0.35KN/m ²;屋面防水层 0.4KN/m ²;找平层0.4KN/m ²;大型屋面板自重(包括灌缝)1.4KN/m ²。
2) 活载:屋面雪荷载0.35KN/m ²;积灰荷载标准值 1.2 KN/m 2屋面活荷载标准值:2/7.0m kN5、 材质 Q345B 钢,焊条E50XX 系列,手工焊。
荷载类型荷载名称荷载标准值(KN/m2)永久荷载三毡四油(上铺绿豆沙)防水层0.4 水泥砂浆找平层0.4 保温层0.7 一毡二油隔气层 0.05 水泥砂浆找平层 0.3 预应力混凝土屋面板1.4屋架自重 0.12+0.11x21=0.351可变荷载 屋面活荷载标准值0.7 积灰荷载 1.20 雪荷载0.356、二、 结构形式与选型屋架形式及几何尺寸如图所示19901350229025902890304026132864312425302864312433901507.51507.51507.51507.51507.51507.51507.5150A ac eghBC D F GH15007=10500×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。
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一、设计资料某车间跨度为24m,厂房总长度72m,柱距6m,车间内设有两台300/50kN 中级工作制吊车(参见平面图、剖面图),工作温度高于-20℃,无侵蚀性介质,地震设防烈度为6度,屋架下弦标高为;采用×6 m预应力钢筋混凝土大型屋面板,Ⅱ级防水,卷材屋面,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为400×400mm,混凝土强度等级为C25,屋架采用的钢材为Q235B钢,焊条为E43型。
屋架形式荷载(标准值)永久荷载: 改性沥青防水层m 220厚1:水泥砂浆找平层 m 2 100厚泡沫混凝土保温层m 2预应力混凝土大型屋面板(包括灌缝)m 2屋架和支撑自重为(+)kN/m 2可变荷载 基本风压: m 2基本雪压:(不与活荷载同时考虑) m 2 积灰荷载m 2 不上人屋面活荷载m 2二、结构形式及支撑布置桁架的形式及几何尺寸如下图所示 图 桁架形式及几何尺寸1950120001350150501507150715071507150715071507150819652494223325692813280325163056304527983305329530812850300030003000桁架支撑布置如图所示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 :刚性系杆; LG :柔性系杆桁架及桁架上弦支撑布置桁架及桁架下弦支撑布置垂直支撑 1-1垂直支撑 2-2三、荷载计算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m 2 小于m 2,故不考虑风荷载的影响。
沿屋面分布的永久荷载乘以1cos 1.004α=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(w P =+⨯跨度)计算,跨度单位为m 。
标准永久荷载: 改性沥青防水层厚1:水泥砂浆找平层=m 2100厚泡沫混凝土保温层=m 2 预应力混凝土大型屋面板(包括灌缝)=m 2屋架和支撑自重为+=m 2_____________________________共 m 2标准可变荷载: 屋面活荷载 m 2 积灰荷载m 2_____________________________共 m 2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:()222F 1.35 3.145kN m 1.40.70.7kN m 1.40.90.75kN m 1.5m 6m 52.89kN=⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=(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:21,2F 1.35 3.145kN m 1.5m 6m 38.21kN=⨯⨯⨯=(按永久荷载效应控制的组合) 21,2F 1.2 3.145kN m 1.5m 6m 33.97kN =⨯⨯⨯=(按可变荷载效应控制的组合) 对结构有利时:213F 1.0 3.145kN m 1.5m 6m 28.31kN =⨯⨯⨯=,半跨可变荷载设计值:()222,1F 1.40.70.7kN m 0.90.75kN m 1.5m 6m =14.68kN =⨯⨯+⨯⨯⨯(按永久荷载效应控制的组合)()22,2F 1.40.70.90.75kN m 1.5m 6m =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:对结构不利时:23,1F 1.20.384kN m 1.5m 6m=4.15kN =⨯⨯⨯ 对结构有利时:23,2F 1.00.384kN m 1.5m 6m=3.46kN =⨯⨯⨯ 半跨节点屋面板自重及活荷载设计值:()224F 1.2 1.4kN m 1.40.7kN m 1.5m 6m=23.94kN =⨯+⨯⨯⨯四、内力计算荷载组合(1)计算简图如图,荷载组合(2)计算简图如图,荷载组合(3)计算简图如图. 图 荷载组合(1) 图 荷载组合(2)图 荷载组合由电算先解得F=1的桁架各杆件的内力系数(F=1作用于全跨、走半跨和右 半跨)。
然后求出各种荷载情况下的内力进行组合,计算结果见附表1五、杆件设计(1)上弦杆整个上弦杆采用等截面,按FG 、GH 杆件的最大设计内力设计。
N ==788270N上弦杆计算长度:在桁架平面内,为节间轴线长度:150.7cm ox l =在桁架平面外,根据支撑布置和内力变化情况,取:150.73452.1cm oy l =⨯=因为ox l =3oy l ,故宜选用两个不等肢角钢,短肢相并。
腹杆最大内力N =节点板厚度选用10mm ,支座节点板厚度用12mm 设λ=60,选用角钢,为b 类截面,查表得0.807ϕ=。
需要截面积:22N 778270N A 4485.6mm 0.807215kN mmf ϕ===⨯ 需要的回转半径:150.7cm452.1cm 2.51cm =7.54cm 6060oy oxx y l l i i λλ=====,根据需要的A 、x i 、y i 查角钢规格表,选用2∟140×90×10,2A 5063mm =,x i =,y i =,1b t 160cm 10cm 16==,按所选角钢进行验算:150.7cm52.882.86cmox x x l i λ=== ∵1b t 16=>10.56b 5.27ox l =∴ 22221441b 1604521103.71 3.71t 52.7b 1052.7160oy yz l t λ⎛⎫⎛⎫⨯=+=+ ⎪ ⎪ ⎪⨯⎝⎭⎝⎭ 60.26=< []150λ=截面x 和界面y 都为b 类截面,由于x λ>yz λ,只需要求y ϕ。
查表的y ϕ=。
2N 778270N190.72A 0.8065063mmy ϕ==⨯<2215N mm 故所选截面合适。
(2)下弦杆整个下弦杆采用同一截面,按最大内力设计值设计。
N =779070N平面内的计算程度和平面外的计算长度分别为:300cm ox l =,1185cm oy l =所需截面面积:2n 2N 779070N A 3623.6mm 215N mmf === 选用2∟1409010⨯⨯,2A 4452mm =,x i =,y i =,由于oy ox l l ,故用不等肢角钢短肢相并1185cm 6.77cm 175oy oy y l i λ===<[]350λ=考虑到下弦有221.5mm φ的栓孔削弱,下弦净截面面积:222A 4452mm 221.510mm 4022mm n =-⨯⨯=22779070N 176.3N mm 4022mmn N A σ===<2215N mm 所选截面合适。
(3)端斜杆aB杆件轴力: N ==470350N计算长度249.4cm ox oy l l ==,因为ox oy l l =,故采用不等值角钢长肢相并。
使x y i i ≈设λ=60,查表得0.807ϕ=。
22N 470350NA 2710.9mm 0.807215kN mmf ϕ===⨯ 249.4cm 60 4.16cm x ox i l λ===选用2∟1258010⨯⨯,2A 3942mm =,3.98cm x i =, 3.31cm y i =,按所选角钢进行验算:249.4cm 62.673.98cmox x x l i λ=== ∵2b t 8=<20.48b 14.96oy l =∴ 44222221.09b 249.4 1.0980113.31249410yz y oy l t λλ⎛⎫⎛⎫⨯=+=+ ⎪ ⎪ ⎪⨯⎝⎭⎝⎭80.76=< []150λ=截面x 和界面y 都为b 类截面,由于x λ>yz λ,只需要求y ϕ。
查表的y ϕ=。
22N 470350N174.70N mm A 0.6833942mmy ϕ==⨯<2215N mm 故所选截面合适。
(4)腹杆He最大拉力: 最大压力:按最大压力进行计算,设计计算值为。
由于节点板的嵌固作用,桁架平面内的计算长度取0.80.8329.5cm 263.6cm ox l =⨯=,节点板在桁架平面外的刚度很小,故桁架平面外的计算长度仍取节间距离,即329.5cm oy l l ==。
设λ=60,查表得0.807ϕ=22N 97750N A 563.4mm 0.807215kN mmf ϕ===⨯ 0.80.8329.5cm 60 4.39cm x ox i l λ=⨯=⨯=,329.5cm 60 5.49cm x ox i l λ===,选用等肢角钢,2∟704⨯,2A 1114mm =, 1.96cm x i =, 2.94cm y i =,按所选角钢进行验算:263.6cm 120.92.18cmox x x l i λ===< []150λ= ∵b t 15.75=<0.58b 0.58329530.3oy l =⨯=∴ 4422220.475b 329.50.47570112.9432954yz y oy l t λλ⎛⎫⎛⎫⨯=+=+ ⎪ ⎪ ⎪⨯⎝⎭⎝⎭ 119.4=< []150λ=截面x 和界面y 都为b 类截面,由于yz λ>x λ,只需要求x ϕ。
查表的x ϕ=。
97750202.6A 0.4331114x N σϕ===⨯<2215N mm 由于腹杆压力大于拉力,故可不比验算拉应力。
故所选截面合适。
(5)腹杆Bb腹杆拉力设计值为 N =22N 357850N A 1664.4mm 215N mmf === 选用2∟806⨯组成梯形截面,2A 1879mm =, 2.47cm x i =, 3.65cm y i =,按所选截面进行验算:平面内的计算长度和平面外的计算长度分别为0.8205.5cm ox l =,256.9cm oy l =, 205.5cm 83.22.47cm ox x x l i λ===< []350λ=,256.9cm 70.43.65cmox x x l i λ===< []350λ= 2A 1879mm =>21664.4mm故所选截面合适。
(6)竖杆Ie竖杆拉力设计值: N =22N 144390N A 671.6mm 215N mmf === 选用2∟504⨯组成十字形截面,2A 779mm =, 1.54cm x i =, 2.43cm y i =,按所选截面进行验算:平面内的计算长度和平面外的计算长度分别为0.8246.5cm ox l =,308.1cm oy l =,246.5cm 160.11.54cm ox x x l i λ===< []350λ=,308.1cm 126.82.43cmox x x l i λ===< []350λ= 2A 779mm =>2671.6mm故所选截面合适。