[学士]三角形角钢屋架设计计算书.

三角形角钢屋架设计

1、设计资料

屋架跨度18m，屋架间距6m，屋面坡度1/3，屋面材料为石棉水泥中波或小波瓦、油毡、木望板。薄壁卷边Z形钢檩条，檩条斜距为0.778m，基本风压为0.35kN/m2，雪荷载为0.20kN/m2。钢材采用Q235-B，焊条采用E43型。

2、屋架形式、几何尺寸及支撑布置

屋架形式、几何尺寸及支撑布置如图7-35所示，上弦节间长度为两个檩距，有节间荷载。

上弦横向水平支撑设置在房屋两端及伸缩缝处的第一开间内，并在相应开间屋架跨中设置垂直支撑，在其余开间屋架下弦跨中设置一道通长的水平系杆。上弦横向水平支撑在交叉点处与檩条相连。为此，上弦杆在屋架平面外的计算长度等于其节间几何长度；下弦杆在屋架平面外的计算长度为屋架跨度的一半。

图7-35 屋架形式、几何尺寸及支撑布置

3、荷载（对水平投影面）

（1）恒载标准值

石棉瓦0.2 kN/m2/0.949=0.21kN/m2

油毡、木望板0.18kN/m2/0.949=0.19kN/m2

檩条、屋架及支撑0.20kN/m2

合计

0.6kN/m2

（2）活荷载

活荷载与雪荷载中取大值 0.30kN/m 2

因屋架受荷水平投影面积超过60m 2

，故屋面均布活荷载可取为（水平投影面）

0.30kN/m 2

。 （3）风荷载

基本风压 0.35kN/m 2

计算中未考虑风压高度变化系数。 （4）荷载组合 ①恒载+活荷载 ②恒载+半跨活荷载 ③恒载+风荷载

（5）上弦的集中荷载及节点荷载，见图7-36、7-37及表7-6。

图7-36 上弦集中荷载

图7-37 上弦节点荷载 表7-6

上弦集中荷载及节点荷载表

荷载形式 荷载分类 集中荷载（设计值）

P /（kN ）

节点荷载（设计值） P=2P /

（kN ）

备注

恒载

3.189

6.378

189.3m 610

3

m 778.0kN/m 6.02.12'=⨯⨯

⨯⨯=P kN 活荷载 1.860 3.270

860.1m 610

3

m 778.0kN/m 3.04.12'=⨯⨯

⨯⨯=P kN 恒载+活

荷载

5.049

10.089

049.5kN 860.1kN 189.3'=+=P kN

图7-38 上弦节点风荷载

①风荷载体型系数

背风面 μs =-0.5

迎风面 μs =-0.47≈-0.5（见建筑结构荷载规范） ②上弦节点风荷载

W =1.4×（-0.5）×0.35kN/m 2

×1.556m ×6m =-2.287kN

4、内力计算

（1）内力及内力组合见表7-7。

表7-7

屋架杆件内力组合表

杆 件 名 称

杆

件 编 号

恒载及活荷载

半跨活荷载

风荷载

内力组合（kN ）

内力

系数

恒载

内力

（kN ）

活荷载

内力

（kN ） 内力

系数

半跨活载

内力

（kN ）

内力

系数

风荷载

内力

（kN ）

恒载+

活荷载

恒载+半

跨活荷载

恒载+

风荷载

1

2 3 4 5 6 7 2+3 2+5 2+7 上

弦

杆

1 -17.39 -110.91 -64.69 -12.65 -47.06 16.55 37.85 -175.6 -157.97 -73.06

2 -16.13

-102.88

-60.00

-11.40

-42.41

15.50

35.45

-162.88

-145.29

-67.43

3 -16.76

-106.90

-62.35

-12.05

-44.83

16.55

37.85

-169.25

-151.73

-69.05

4 -16.44

-104.85

-61.16

-11.70

-43.52

16.55

37.85

-166.01

-148.37

-67.00

5 -15.18 -96.82 -56.47 -10.45 -38.87 15.50 35.45 -153.29 -135.69 -61.37

6 -15.81 -100.84 -58.81 -11.10 -41.29 16.55 37.85 -159.65 -142.13 -62.99 下弦杆

7 16.50 105.24 61.38 12.00 44.64 -17.34 -39.66 166.62 149.88 65.58 8 13.50 86.10 50.22 9.00 33.48 -14.32 -32.75 136.32 119.58 53.35 9 9.00 57.40 33.48 4.50 16.74 -9.48 -21.68 90.88 74.14 35.72 腹杆

10 -1.34 -8.55 -4.99 -1.34 -4.99 1.41 3.23 -13.54 -13.54 -5.32 11 -2.85 -18.18 -10.60 -2.85 -10.60 3.00 6.86 -28.78 -28.78 -11.32 12 3.00 19.13 11.16 3.00 11.16 -3.16 -7.23 30.29 30.29 11.90 13 4.50 28.70 16.74 4.50 16.74 -4.47 -10.84 45.44 45.44 17.86 14 7.50 47.84 27.9 7.50 27.90 -7.9 -18.07 75.74 75.74 29.77 15

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

注：①内力系数由《建筑结构静力计算手册》查得，内力为相应的节点荷载P 或W 乘以内力系数；②屋架下弦杆及受拉腹杆在恒载及风荷载组合作用下，未出现内力变号，故为恒载+活荷载控制。

（2）上弦杆弯矩计算 端节间跨中正弯矩：

49.1862.18.0)m 555.110

3

kN 049.541(8.048.08.0'01=⨯=⨯⨯⨯=⨯==l P M M kN

.m

中间节间跨中正弯矩和中间节点负弯矩：