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1、24m普通钢屋架设计（4）普通钢桁架设计第一章设计资料 1.1设计一房屋跨度为的钢屋架，房屋平面尺寸为，地区雪压，基本风压为，分项系数为，冬季室外计算温度为，不考虑地震设防。 1.2钢材选用，焊条采用型，手工焊；上弦坡度，端部高度，每端支座缩进,下弦起拱。 1.3荷载 恒荷载标准值： SBS沥青改性卷材 0.35 20mm厚水泥砂浆找平层 0.4 150mm厚加气混凝土保温层 0.4 1.56m大型屋面板和灌缝 1.6 吊顶 0.4 屋架支撑自重为0.120.011L0 0.384 活荷载标准值： 雪荷载 0.7 屋面活荷载 0.64注：雪荷载和屋面活荷载（二者取大值）第二章设计步骤 2.1确
2、定屋架的形式和几何尺寸，确定节点尺寸以及计算各杆件长度；绘制屋架的几何尺寸图； 2.2屋架杆件的内力组合；荷载组合，计算在单位力作用左半跨的杆件内力系数；并绘制内力系数图； 2.3杆件截面选择，按轴心受力构件（拉或压）进行设计； 2.4焊缝计算，焊缝在轴心力作用下的强度计算； 2.5节点设计，根据节点板的几何尺寸，计算焊缝的实际长度，根据计算焊缝的实际长度绘制节点图； 2.6绘制屋架施工图。第三章设计内容 3.1杆件尺寸 桁架计算跨度: 跨中及端部高度 桁架的中间高度： 在23.7m的两端高度： 在24m轴线处端部高度： 桁架跨中起拱50mm（）。 3.2结构形式与布置 桁架形式与几何尺寸如图
3、1所示。 图1 桁架形式及几何尺寸3.3桁架荷载计算 永久荷载： SBS沥青改性卷材 0.351.35=0.4725 20厚水泥砂浆找平层 0.41.35=0.54 150厚加气混凝土保温层 0.41.35=0.54 1.56大型屋面板和灌缝 1.61.35=2.16 吊顶 0.41.35=0.54 屋架支撑自重0.12 0.011L0 0.3841.35=0.5184 共 4.771 可变荷载： 雪荷载 0.71.4=0.983.4内力计算 内力分析中，通常作如下假定： 所有荷载都作用在节点上； 所有杆件都是等截面直杆； 各杆轴线在节点处都能相交于一点； 所有节点均为理想铰接。 设计桁架时，
4、应考虑以下三种荷载组合：（1）全垮恒荷载全垮活荷载： 全跨节点永久荷载及可变荷载 （2）全垮恒荷载半跨活荷载 全跨节点永久荷载： 半跨节点可变和载： （3）全垮屋架包括支撑重半跨屋面板重+半跨屋面活荷载 全跨节点和桁架自重： （4）半跨节点屋面板自重及活荷载: (1)、（2）为使用阶段荷载情况，（3）为施工阶段荷载情况。各荷载情况下的内力进行组合，计算结果见表1。表1 杆件内力组合表（）杆件组合一内力设计值跨恒活荷载kN1=51.76k上弦杆AB00BC CD-9.052-468.53DE EF-14.984-775.57FG GH-18.905-978.52HI-19.072-987.22I
5、J JK-19.48 -1008.28下弦杆ab4.705+243.53bc12.362639.86cd16.76867.5de18.724969.15ef18.305 947.47斜杆aB-10.601-548.71Bb8.732451.97bD-7.403-383.18Dc5.619290.84cF-4.415-228.52Fd2.973153.88dH-1.845-95.5He0.65444.19eg1.122124.8gK1.798111.61 gI 0.61331.73竖杆Aa-0.5-25.88Cb Ec-1.0-51.76Gd Jg-1.0-51.76Ie-1.5-77.64Kf
6、003.5杆件的截面选择(表2） 3.5.1上弦杆 整个上弦采用等截面，按最大内力N=-1008.28kN计算。=1206mm,=3618mm.Q235钢f=215N/mm2，压杆=150。因/=3，故采用短边相拼的不等边角钢T形截面，整体稳定系数按b类查。经计算选用规格为 18012512（A=7582mm2, =357mm, =96. 1mm）可得到 =1206/35.7=33.78 =150 =3618/96.1=37.65 =150由=37.65, 查得b类=0.870，即代入稳定条件 =N/(A)=1008280/(0.8707582.4)=152.85N/mm2 ，故采用短边相拼的
7、不等边角钢T形截面，不考虑空洞削弱，整体稳定系数按b类查。需要的净截面面积为 An=N/f=969150/215=4508 mm2选用规格为 180 11012（A=6742mm2, =31.0mm, =87.6mm）可得到 =3000/31.0=97 =350 =14850/87.6=170 =350满足要求。 3.5.3腹杆 aB杆 NaB=-548。7N , =2535mm 选用 1409010（A=4452mm2, =44.7mm, =33.74mm），长肢相拼可得到 =2535/44.7=56.71 =150 =2535/33.1=67.78 =150由=67.78, 查得b类=0.
8、795，即代入稳定条件 =N/(A)=548710/(0.795 4452)=155 N/mm2 215 N/mm2满足要求。 Bb杆 N=451.97kN =2087mm, =2609mm.Q235钢f=215N/mm2，压杆=350需要的净截面面积为 An=N/f=439.9103/215=2046 mm2选用 708（A=2134mm2, =21.3mm, =33.0mm）可得到 =2087/21.3=98 =350 =2609/33=79 =350满足要求。 bD杆 N=-383.18kN =2288mm, =2860mm.Q235钢f=215N/mm2，压杆=350选用 90 8（A
9、=2788mm2, =27.6mm, =40.9mm），可得到 =2288/27.6=83 =150 =2860/40.9=70 =150由=83, 查得b类=0.668，即代入稳定条件 =N/(A)=371.8103/(0.6682788)=199 N/mm2 215 N/mm2满足要求。 Dc 杆 N=290.84kN =2288mm, =2860mm.Q235钢f=215N/mm2，压杆=350需要的净截面面积为 An=N/f=280.7103/215=1306 mm2选用 705（A=1376mm2, =21.6mm, =32.4mm）可得到 =2288/21.6=106 =350 =
10、2860/32.4=88.3 =350满足要求。 cF杆 N=-228.52kN =2495mm, =3119mm.Q235钢f=215N/mm2，压杆=350选用 906（A=2128mm2, =27.9mm,=40.5mm），可得到 =2495/27.9=89 =150 =3119/40.5=77 =150由=89, 查得b类=0.628，即代入稳定条件 =N/(A)=266.4103/(0.628 2128)=202 N/mm2 215 N/mm2满足要求。 Fd 杆 N=+153.88kN =2495mm, =3119mm.Q235钢f=215N/mm2，压杆=350需要的净截面面积为 An=N/f=153.1103/215=712 mm2选用 636（A=1458mm2, =19.3mm, =29.8mm）可得到 =2495/19.3=129 =350 =3119/24.5=105 =350满足要求. dH杆 N=-95.5kN =2708mm, =3385mm.Q235钢f=215N/mm2，压杆=350选用 706（A=1632mm2, =21.5mm, =32.6mm），可得到 =2708/21.5=126 =150 =3385/32.6=103 =
