梯形钢屋架设计计算书

单层厂房钢屋盖设计计算书

一、设计计算资料

梯形屋架跨度27m ，屋架间距6m ，厂房长度84m 。屋架支撑于钢筋混凝土柱子上，节点采用焊接方式连接。钢筋混凝土柱高12m ，其混凝土强度等级为C30。钢材为Q235-B ，焊条E43型。厂房内有中级工作制桥式吊车，起重量Q ≤300kN 。屋面均布活荷载（不与雪荷载同时考虑）为：轻型屋面取0.3kN /㎡,但计算负荷面积不超过60㎡时，取0.5 kN /㎡；重型屋面取0.5 kN /㎡。屋面材料为长尺压型钢板，屋面坡度i 8/1=，H 型钢檩条的水平间距为3.375m 。基本风压为0.75 kN /㎡，基本雪压为0 kN /㎡。

二、屋架几何尺寸的确定

屋架的计算跨度mm L l 26700300270003000=-=-=，端部高度取mm H 19900=跨中高度为mm 3680H ,36788

227000

190020==⨯+=+

=取mm L i H H 。跨中起拱高度为60mm （L/500）。梯形钢屋架形式和几何尺寸如图1所示。

三、屋盖支撑布置

根据厂房长度（84m>60m ）、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支撑的规格有所不同。在所有柱间的上弦平面有檩条代替刚性与柔性系杆，以保证安装时上弦杆的稳定，在各柱间下弦平面的跨中及端部设置了柔、刚性系杆，以传递山墙风荷载。在设置横向水平支撑的柱间，于屋架跨中和两端各设一道垂直支撑。梯形钢屋架支撑布置如图2、图3、图4所示。其中SC#为上弦支撑、XC#为下弦支撑、CC#为垂直支撑、GG#为刚性系杆、RG#为柔性系杆、GWJ#为屋架。

四、荷载计算

1、永久荷载（水平投影面）

压型钢板 151.08

65

15.0=⨯

kN/㎡ 檩条（0.5kN/m ） 0.148 kN /㎡

屋架及支撑自重 0.01L=0.27kN /㎡ 合计 0.569kN /㎡ 2、可变荷载（水平投影面）

因屋架受荷水平投影面积超过60㎡，故屋面均布活荷载为0.30 kN /㎡，无雪荷载。故取屋面均布活荷载为可变荷载。 3、风荷载

风压高度变化系数为1.056，屋面迎风面的体型系数为-0.6，背风面为-0.5，所以负风压标准值（垂直于屋面）为：

迎风面：475.075.0056.16.00.11-=⨯⨯⨯-=w kN /㎡ 背风面：396.075.0056.15.00.12-=⨯⨯⨯-=w

kN /㎡

对轻型钢屋架，当风荷载较大时，风吸力可能大于屋面永久荷载，此时屋架弦杆和腹杆中的内力均可能变号，必须考虑风荷载组合。但此处风荷载小于永久荷载，故不考虑风荷载的影响。

五、屋架杆件内力计算与组合

由永久荷载控制的荷载组合值为 ：062.130.04.17.0569.035.1=⨯⨯+⨯kN /㎡ 由可变荷载控制的荷载组合值为：103.130.04.1569.02.1=⨯+⨯kN /㎡ 故可变荷载效应起控制作用。 1、荷载组合

考虑以下二种荷载组合

（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）全跨屋架、支撑及天窗架自重+半跨屋面板重+半跨屋面活荷载 注：在施工中能保证屋面板对称布置，所以不考虑第三种荷载组合。 2、节点荷载

（1）永久荷载：827.136375.3569.02.11=⨯⨯⨯=F kN （2）可变荷载：505.86375.330.04.12=⨯⨯⨯=F kN 3、内力系数计算

因屋架结构对称，由结点法解得F ＝1作用于左半跨时的屋架各杆件的内力系数，如图5所示。计算过程如下

由

∑=0a

M

，0225.30.16.60.1975.90.135.135.07.26'=⨯-⨯-⨯-⨯-⨯a R 得

0.1'=a R ；由∑=0y ，040.1'=⨯++a a R R 得0.3=a R 。

结点a

∑=0x ，得0=ab

N

；∑=0y ，得0.3-=-=a aA R N 。

结点A

∑=0x ，得Ab AB Ab AB

N N N N

858.00851.0992.0-=⇒=+ ∑=0y ，得05.2525.0124.0=+-Ab AB

N N

由以上两式求得398.3,960.3-==AB Ab N N

∑=0x ，得370.30851.0=⇒=-bc bA bc

N N N

∑=0y ，得079.20525.0-=⇒=+bB bA bB

N N N

结点B

∑=0x ，得0398.3992.0815.0992.0=⨯++Bc BC

N N ∑=0y ，得0500.1579.0124.0=+-Bc BC

N N

由以上两式求得581.1,698.4=-=Bc BC N N

∑

=0x ，得659.40370.3815.0=⇒=--cd cB cd

N N N

∑=0y ，得915.00579.0-=⇒=+cC cB cC

N N N

∑=0x ，得0698.4992.0767.0992.0=⨯++Cd CD

N N

∑=0y ，得0498.0642.0124.0=+-Cd CD

N N

由以上两式求得114.0,610.4-=-=Cd CD N N

∑=0x ，得577.40659.4707.0=⇒=--de dC de

N N N

∑=0y ，得079.00642.0=⇒=+dD dC dD

N N N

结点D

∑

=0x ，得0610.4992.0720.0992.0=⨯++De DE

N N ∑=0y ，得0507.0694.0124.0=--De DE

N N

由以上两式求得377.1,610.3-=-=De DE N N