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1、辽宁工程技术大学 钢结构课程设计 教学单位 建筑与工程学院 专 业 建 筑 工 程 班 级 建工 07-3 班 学生姓名 刘鹏 学 号 0709010317 指导教师 孙芳锦 钢屋架设计计算 组别：乙、II、d、A、动载1、2、30240m、C20混凝土。 由于采用1.56m预应力钢筋混凝土大型屋面板，故选用平坡梯形屋架。 屋架计算跨度：L。=L-300=29700mm 屋架端部高度：H。=2000mm 屋架跨中高度: H =H。+(L。/2)i=2000+(29700/2) (1/9)= 3650mm 屋架高跨比： H/L。=3650/29700=1/8.14 1.荷载计算 为使屋面节点受荷
2、，配合屋面板1.5米宽，腹杆体系大部分采用下弦节间为3 米的人字形式。仅在跨中考虑到腹杆的适宜倾角，采用再分式杆系。屋架跨中 起拱L。/50060mm,几何尺寸如图（1）所示，支撑布置如图（2）所示。因为 活载加积灰荷载（1500N/m）大于活荷载（700 N/m） ，所以动载取1500 N/m。屋架沿水平投影面积分布的自重，按经验公式P(12011L) N/m。 永久荷载标准值： 防水层 0.38kN/m 2 20厚找平层 0.40kN/m 2 保温层 0.97kN/m 2 预应力钢筋混凝土大型屋面板（含嵌缝） 1.50kN/m 2 支撑重量 0.80kN/m 2 屋架自重 （120+113
3、0）/1000 =0.45N/m 2 可变荷载标准值： 屋面活载加积灰活载 1.50kN/m 2 以上荷载计算中，因屋面坡度较小，风荷载对屋面为吸力，对重屋盖可不 考虑，所以各荷载均按水平投影面积计算。 永久荷载设计值：1.2（0.38+0.40+0.97+1.50+0.80+0.45）5.40kN/m 2 可变荷载设计值：1.41.502.10kN/m 2 荷载总重5.40+2.10=7.50 kN/m 2 2内力计算何 何 何 何 何 何 何 何 何 何 何 何(mm) 何 何(KN) 组合一：全跨恒荷载+全跨活荷载P=7.501.56=67.50kN 组合二：全跨屋架自重+半跨屋面板荷载
4、+半跨活荷载（0.80 kN）P全 =1.20.451.56=4.86KN; P半=（1.21.40+1.40.80） 1.56=25.20KN 组合三：全跨恒荷载+半跨活荷载 P全=5.401.56=48.60 kN；P半 =2.11.56=18.90 kN 由力学求解器计算屋架各杆件内力，然后乘以实际的节点荷载， 。屋架各杆件内 力组合见下表(1)。 内力系数 P=1 左半跨 1 右半跨 2 全跨3 组合一 P=67.50KN N=P3 组合二P全 =4.86KN； P半=25.20 KN ；N左 =P全3+P 半1；N 右= P全 3+P半 2 组合三P全 =48.60KN；P 半=18
5、.90KN; N左=P全 3+P半 1；N右= P全3+P半 2 不利组合 AB 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 BC -11.106 -3.066 -11.106 -749.655 -333.846 -131.238 -749.655 -597.699 -749.655 CD -11.105 -3.066 -11.105 -749.588 -333.816 -131.234 -749.588 -597.650 -749.588 DE -17.684 -5.502 -17.684 -1193.670 -531.581 -224.595 -11
6、93.670 -963.430 -1193.670 EF -17.684 -5.502 -17.684 -1193.670 -531.581 -224.595 -1193.670 -963.430 -1193.670 上 弦 杆 FG -20.767 -7.394 -20.767 -1401.770 -624.256 -287.274 -1401.773 -1149.042 -1401.773GH -20.769 -7.395 -20.769 -1401.910 -642.316 -287.291 -1401.908 -1149.139 -1401.910 HI -21.408 -8.905
7、-21.408 -1445.040 -643.524 -328.449 -1445.040 -1208.733 -1445.040 IJ -21.793 -8.965 -21.792 -1470.960 -655.093 -331.871 -1470.979 -1228.530 -1470.979 JK -21.794 -8.966 -21.794 -1375.169 -655.128 -331.862 -1375.169 -1228.653 1471.095 ab 5.965 1.555 5.965 402.637 179.308 68.176 402.638 319.289 402.637
8、 bc 14.830 4.340 14.830 1001.025 445.789 181.442 1001.025 802.764 1001.025 cd 19.462 6.464 19.462 1313.685 585.028 257.478 1317.087 1068.023 1317.087 de 21.214 8.140 21.214 1305.437 637.693 308.228 1305.437 1184.846 1305.437 下 弦 杆 ef 20.158 10.079 20.157 1360.5981487.587 1233.621 1360.616 1170.123 1
9、487.587 aB -11.218 -2.925 -11.218 -739.202 -337.213 -128.229 -739.202 -600.477 -739.202 Bb 8.866 2.607 8.866 598.455 266.511 108.785 598.455 480.160 598.455 bD -7.335 -2.500 -7.335 -495.113 -220.490 -98.648 -495.113 -403.731 -495.113 Dc 5.308 2.183 5.308 358.290 159.558 80.808 358.290 299.228 358.29
10、0 cF -4.014 -2.117 -4.014 -270.945 -120.661 -72.856 -270.945 -235.092 -270.945 Fd 2.510 1.885 2.510 169.425 75.451 59.701 169.425 157.613 169.425 dH -1.331 -1.838 -1.331 -89.843 -40.010 -52.786 -89.843 -99.425 -99.425 He 0.145 1.652 0.145 89.788 84.359 42.335 9.788 38.270 89.788 eg 1.715 -1.883 1.71
11、5 115.763 51.553 -39.117 115.763 47.760 115.763 -39.117 gK 2.431 -1.889 2.431 164.093 73.076 -35.788 164.093 82.445 164.093 -35.788 斜 腹 杆 Ig -1.014 0.089 0.556 37.531 -22.851 4.945 7.857 -28.704 37.531 -28.704 aA -1.500 0.000 -1.500 -101.250 -45.090 -7.290 -101.250 -72.9 -101.250 竖 杆 bC -0.993 0.002
12、 -0.993 -67.028 -29.850 -4.776 -67.028 -48.222 -67.028cE -1.000 0.000 -1.000 -67.500 -30.06 -4.86 -67.500 -48.600 -67.500 dG -1.014 -0.005 -1.014 -68.445 -30.481 -5.054 -68.445 -49.375 -68.445 eI -1.431 -0.065 -1.431 -96.593 -43.016 -8.593 -96.593 -70.775 -96.593 fK 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.0
13、00 0.000 0.000 0.000 gJ 2.431 -0.006 -1.014 -68.445 -56.333 -5.079 -3.335 -49.394 -68.445 杆件截面设计 1.上弦杆 整个上弦不改变截面，按最大内力设计，NJK-1375.169kN 上弦杆件计算长度：在屋架平面内，为节间轴线长度lox1509mm；在屋架平 面外，根据支撑布置和内力变化情况取loy215093018mm，因为 loy2lox，故截面宜选用两个不等肢角钢，短肢相并。腹杆最大内力NaB- 662.7kN,查教材表7-14，节点板厚度选用12mm，支座节点板厚度选用14mm。 假定60，按3号钢
14、，轴心受压构件（查附表）属于b类截面，0.807 需要截面面积A 1375.169/（0.807215）7925.819mm 2 需要的回 f N 转半径为： ix 1509/6025.15mm iy 3018/6050.3mm lox loy 根据A、ix、iy查不等肢角钢规格表,选用2L16010016,A7860mm 2 , x27.7mm, y50.5mm.按所选角钢进行验算： x 1509/27.754.5 150 i l x ox y 3018/50.559.76 150（满足要求） i l y oy 由于xy，只需求y查附表用内插法得x0.818 1375.16910/(0.81
15、87860)=213.885N/mm 2 215 N/mm 2A N x 所选截面合适，垫板每个节间设一块。 2下弦杆 整个下弦也不改变截面，按最大内力Nde1305.437kN。按下弦支撑布置情况： Lox3000mm,Loy14850mm计算下弦截面净面积： An 1305.43710/2156071.800mm 2 选用2L1409014（短肢相 f N并） ，A6100mm 2 , ix25.1mm iy44.2mm.x 3000/25.1=119.5 i l x ox =350;y 14850/44.2=335.97=350. i l y oy 1305.43710/6100=214.006 N/ mm 2 215 N/ mm 2满足要求。 A N n3端斜杆Ba NBa-739.202kN, loxloy2539mm。如选用2L10014，则A5260mm 2 ix30.0mm，iy46.8mm 验算： x =2539/30.0=84.6 150 i l x ox y =2539/46.8=54.25 150 x0.655 i l y oy 739.20210/(0.6555260)214.554N/mm 2 215N/mm 2 满足要求。 4斜
