钢结构设计要点
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1设计资料
1.1结构形式
某厂房跨度为24m，总长90m，纵向柱距6m，采用梯形钢屋架，无盖体系为无檩屋盖，钢筋混凝土柱，预应力混凝土大型屋面板，屋架铰支于钢筋混凝土柱上，柱的混凝土强度等级为C30，屋面坡度为i=L/10。地区计算温度高于-200C，无侵蚀性介质，地震设防烈度为8度，屋架下弦标高为18m；厂房内桥式吊车为2台150/30t。
1.2屋架形式及选材
屋架跨度为24m，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。屋架采用的钢材及焊条为：设计方案采用Q345钢，焊条为E50型。
1.3荷载标准值
（1）永久荷载：
三毡四油（上铺绿豆砂）防水层 0.4 KN/m2
水泥砂浆找平层 0.4 KN/m2
保温层 0.55KN/m2
一毡二油隔气层 0.05KN/m2
水泥砂浆找平层 0.3 KN/m2
预应力混凝土大型屋面板 1.4 KN/m2
屋架及支撑自重(按经验公式L
.0+
=计算) 0.384KN/m2
12
q011
.0
（2）可变荷载：
屋面活荷载标准值： 0.7KN/m2
雪荷载标准值： 0.35KN/m2
积灰荷载标准值： 1.3KN/m2
2支撑布置
2.1桁架形式及几何尺寸布置
拱50
24米跨屋架几何尺寸
117
24米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值
A
a
c
e
g
g'
e'
c'
a'+3.48
0.000-6.25
-9.04
-9.17
-7.38-6.09
-7.38
-4.49
-2.470.00
0.00
-6.
5
3
-3.1
4+0
.71
+1
.55
+1
.39
+1
.56
+1
.80
+2
.12
+4.76+1.
90-0.
45
-2.
47
-1.53
-1.
7
5
-2.03
-2.
34
-1.
0-1.
0-1.
00.00
+0.
970.
000.00
-0.5
+8.0
+9.34
+8.44+5.31+6.73+3.53
+1.25
B
C
D
E F G
H I H 'G 'F '
E 'D 'C 'B 'A '0.5 1.0
1.0
1.0
1.0
1.0 1.01.0
1.0
i
24米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值
2.2桁架支撑布置
根据车间长度90m ，屋架跨度m l 24=荷载情况以及吊车布置情况宜设置三道上、下弦横向水平支撑。
考虑到柱网的布置情况，因为第一柱间间距小于6m ，因此厂房两端的横向水平支撑设在第二柱间。在第一柱间的上弦设置刚性系杆保证安装时上弦的稳定，下弦设置刚性系杆以传递风荷载。在设置水平支撑的柱间，在屋架跨中及两端，两屋架间共设置三道垂直支撑。屋脊节点以及屋架支座处沿厂房通常设置刚性系杆，屋架下弦跨中通长设置一道柔性系杆。凡与支撑连接的屋架编号为2GWJ -，其余编号均为1GWJ -，其中屋架间距取15m ，两端和中间共8榀屋架。
2.3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。沿屋面斜面分布的永久荷载应乘以1.35换算为沿水平投影面分布的荷载。
标准永久荷载值：
三毡四油防水层： 1.35×0.4=0.54kN/m2
水泥砂浆找平层： 1.35×0.4=0.54kN/m2
保温层： 1.35×0.55=0.74kN/m2
一毡二油隔气层： 1.35×0.05=0.068kN/m2
水泥砂浆找平层： 1.35×0.3=0.405kN/m2
预应力混凝土大型屋面板： 1.35×1.4=1.89kN/m2
屋架及支撑自重： 0.518kN/m2
悬挂管道： 0.15kN/m2
共 4.701kN/m2可变荷载标准值：
屋面活荷载标准值（大于雪荷载）： 0.98kN/m2
积灰荷载标准值： 1.82kN/m2
共 2.66kN/m2 设计桁架时应考虑以下三种荷载组合：
2.4全跨永久荷载+全跨可变荷载
屋架上弦节点荷载（端点荷载取半）：
P=(4.701+2.66）×1.5×6＝66.249kN
2.5全跨永久荷载+半跨可变荷载
有可变荷载作用屋架上弦节点处的荷载：
=4.701×1.5×6＝42.336kN
P
1
无可变荷载作用屋架上弦节点处的荷载：
=2.66×1.5×6＝20.16kN
P
2
2.6全跨屋架与支撑+半跨屋面板+半跨屋面活荷载
全跨屋架和支撑自重产生的节点荷载：P
=0.518×1.5×6＝4.662kN
3
作用于半跨的屋面板及活载产生的节点荷载：取屋面可能出现的活载
=（1.958+1.12）×1.5×6＝27.702kN
P
4
3内力计算
经计算P=1作用于全跨、左半跨、和右半跨，屋架杆件内力系数，求出以上三种荷载组合下的杆件内力，列于表3.1所示，选取最大的杆件内力进行杆件设计。