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1、27m27m 简支人字形屋架设计简支人字形屋架设计一、设计题目一、设计题目设计普通人字形钢屋架，熟练掌握普通人字开钢屋架的设计步骤和施工图的绘制方法。二、设计内容二、设计内容1 1、屋盖结构体系；、屋盖结构体系；2 2、檩条和屋盖支撑的布置；、檩条和屋盖支撑的布置；3 3、屋架的形式和主要尺寸；、屋架的形式和主要尺寸；4 4、钢材及焊条的选用；、钢材及焊条的选用；5 5、荷载、内力计算和内力组合；、荷载、内力计算和内力组合；6 6、杆件截面选择；、杆件截面选择；7 7、节点设计；、节点设计；8 8、钢屋盖施工图的绘制。、钢屋盖施工图的绘制。三、设计资料三、设计资料1 1、长尺压型钢板屋面，焊接
2、工字钢檀条（间距、长尺压型钢板屋面，焊接工字钢檀条（间距 5m5m） ；2 2、屋架间距（柱距）为、屋架间距（柱距）为 12m12m；3 3、屋面离地面高度约为、屋面离地面高度约为 20m20m。4 4、荷载、荷载（1）压型钢板：0.15KN/；（2）檩条：0.10KN/；（3）屋架及支撑自重：gk=(0.12+0.10L)KN/，L 为屋架的标志跨度（m） ；（4）风荷载为 0.5KN/和雪荷载为 0.2KN/，屋面活荷载标准值为 0.5KN/。5 5、材料、材料（1）钢材采用 Q235-B，焊条采用 E43 型；（2）屋架支撑于钢筋混凝土柱上，上柱截面为 400mm400mm，混凝土强度等
3、级为 C25。四、设计要求四、设计要求1 1、计算书、计算书（1）支撑布置体系及檩条设计(有檩屋盖)；（2）屋架设计详细步骤。计算书完整包括：设计资料、结构形式与布置、荷载计算、内力计算、杆件设计和节点设计。2 2、施工图、施工图（1）绘制支撑布置图；（2）绘制钢屋架施工详图。图纸内容包括以下几项：1） 屋架简图(一般布置在图面的左上角)；2） 屋架正立面图；3） 上、下弦杆俯视图，必要的剖面；4） 屋架支撑详图及零件详图；5） 材料表；6） 施工图说明；7） 标题栏绘制要求：采用钢笔或 CAD 绘制，图面布置合理，文字规范，线条清楚并符合制图标准，达到施工图要求。五、参考资料五、参考资料（1
4、） 钢结构 （第二版） ，魏明钟主编，武汉理工大学出版社，2002；（2） 钢结构原理与设计 ，王国周，瞿履谦主编，清华大学出版社，1993；（3） 钢结构卢铁鹰主编，西南师范大学出版社，1993；（4） 钢结构陈绍蕃主编，中国建筑工业出版社，1994；（5） 钢结构设计规范 （GB50017-2003） ，中国计划出版社，2003。六、人字形钢屋架课程设计实例六、人字形钢屋架课程设计实例1 1、设计资料、设计资料已知条件：人字形钢屋架跨度详见表 1.0，屋面坡度为 1：10，屋架间距为 12m，厂房长度为 96m，屋架铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面为 400mm400mm，混凝土强度等级为
5、C20。屋面采用长尺寸压型钢板，轧制 H 型钢檩条，水平间距为 5m。地面粗糙度可为 B 类，基本风压为 0.5kN/,屋面离地面高度约为 20m，雪荷载为 0.2kN/。钢材采用Q235-B 焊条为 E43 型。杆件容许长细比：屋架压杆=150，屋架拉杆=350。2 2、屋架尺寸，支撑布置、屋架尺寸，支撑布置LO=L-300=27000-300=26700mm，端部及中部高度均取作 1800mm。屋架杆件几何长度及支撑布置见下图 1、图 2。图 13 3、荷载、内力计算及内力组合、荷载、内力计算及内力组合1）永久荷载（水平投影面）图 2 压型钢板自重0.15=0.151/101 10檩条自重
6、(约为 0.5KN/m)0.1KN/屋架及支撑自重0.01L=0.27KN/0.151/+0.1KN/+0.27KN/=0.521KN/2)因屋架受荷水平投影面积超过 60，故屋面均布活荷载取为（水平投影面）0.30KN/，大于雪荷载，故不考虑雪荷载。3)风荷载高度变化系数为 1.25, 屋面迎风面为-0.6，背风面为-0.5,所以负风压的设计（垂直于屋面）为迎风面 1=-1.40.61.250.50=-0.525KN/背风面 2=-1.40.51.250.50=-0.4375KN/1和 2垂直于水平面的分力已略超过或接近于荷载分项系数取 1.0 时的永久荷载，帮受拉杆件在永久荷载与风荷载联合
7、作用下将受压，但此压力很小，这里不计算风荷载产生的内力，只将所有拉杆的长细比控制在 250 以内。4）上弦节点集中荷载的设计值由可变荷载效11oGkQkiciikrrrQrQQf 应控制的组合为:Q=(1.20.521+1.40.27)512=60.192KN5)内力计算。跨度中央每侧各两根腹杆按压杆控制其长细比，不考虑半跨荷载作用情况，只计算全跨满载时的杆件内力。因杆件较少，以数解法（截面法、节点法）求出各杆件内力，见图 2图 24 4、杆件截面选择、杆件截面选择腹杆最大内力 N=-253.05KN，因本屋架最大内力所在节点无竖腹杆又无加劲肋加强，应将最大压力乘以 1.25(等于 316KN
8、)，查单壁式屋架节点板厚度选用表,选用中间节点板厚度 t=10mm。1）上弦。整个上弦不改变截面，按最大内力计算。Nmax=630.15kN，=452.2cm。选用 TM1953001016，A=68.35，oxloyl=5.03cm，=7.26cm，=3.4cm。xiyioz=89.9=150xoxxl i452.2 5.03 =62.9=150yoyyli452.2 7.26 =yz1 22222222221()4(1/)2yzyzooyzei 其中：（）2 222(3.40.8)6.762ootez（）2222226.765.037.2684.77ooxyieii 2 333411.15
9、19.5 1.61.030 1.654.1633ti i ikIbtm0wI 222/(/25.7/)84.77 68.37/(54.16/25.7)2750.2zotwwi A IIl1 222221(69.22750.2)69.22750.24 (1 6.76/84.77) 69.22750.227.2389.92yzx 由查得 x0.555()xb类32728.113 10191.94()215()0.555 68.35 10xNMPafMPaA满足要求2）下弦。下弦也不改变截面，按最大内力计算。cmlcmlKNNoyox1500,2 .452,95.667max 452.21.81()
10、250x o xlicm 15006()250y o ylicm选用 TW125250914，。2A=46.09my6.29,2.08oicm zcm92.14410*09.4610*95.66723AN 452.2151.22502.99ox x xi i 1500238.52506.29oy y yii3）斜腹杆。杆件 a-2： N=+220.18kN,。cmlloyox4 .263选用 275506(长肢相并)，。214.52Acm1.42,2.23xyicm icm 3501 .11823. 24 .263yoy yxil满足要求2 23/21563.1511052.141018.22
11、0mmNfAN填放板放两块，。98.08080 1.43114.4()alcmicm杆件 b-2: N=-253.05kN, 。7 .302,16.2427 .302*8 . 08 . 0llcmlloyox选用 2907，。224.6Acm2.78,4.07xyicm icm 1501 .8778. 216.242xox xil 1509 .10878. 27 .302yoy yil因为:51.1997 .302*58. 058. 086.127 . 0/9bltboy所以: 15056.1167 . 07 .3029475. 019 .108475. 01224224 tlboyyyz,0
12、.578()x yzxxb由查类2 23 /21596.177106 .24578. 01005.253mmNfAN填板放两块，。112.14040 2.78111.2()alcmicm杆件 b-3： N=+137.78kN,，cmllcmlloyox6 .274,68.2196 .2748 . 08 . 0选用 2505，。29.6Acm1.53,2.45xyicm icm, 35058.143.53. 168.219xox xil 15008.11245. 26 .274yoy yil满足要求2 23/21552.143106 . 91078.137mmNfAN填板放两块，。101.780
13、80 1.53122.4()alcmicm杆件 c-3： N=-151.86,。7 .302,16.2427 .302*8 . 08 . 0llcmlloyox选用 2635，。215.82Acm2.48,3.63xyicm icm, 15064.9748. 216.242xox xil 15039.8363. 37 .302yoy yil满足要求2 23/21599.951082.151086.151mmNfAN填板放两块，。1004040 2.4899.2()alcmicm杆件 c-4： N=+45.92,。cmllcmlloyox6 .274,68.2196 .2748 . 08 . 0
14、选用 2505，。212.28Acm1.94,2.96xyicm icm, 35023.11394. 168.219xox xil 35077.9296. 26 .274yoy yil满足要求2 23/21502.291082.151092.45mmNfAN填板放两块，。101.78080 1.94155.2()alcmicm杆件 d-4： N=-50.62,， 。7 .302,16.2427 .302*8 . 08 . 0llcmlloyox选用 2635，。212.28Acm1.94,2.96xyicm icm 15082.12494. 116.242xox xil 15026.10296. 27 .302yoy yil满足要求2 23/21522.411028.121062.50mmNfAN填板放两块，。101.78080 1.94155.2()alcmicm具体杆件截面见下表。连接垂直支撑中央竖杆采用十字形截面，其斜平面计算长度。0.9oll屋架杆件截面计算长度（计算长度（m m）长细比长细比杆件杆件名称名称杆杆 件件 号号内力内力 设计值设计值 （kNkN）oxloyl选用选用截面截面截面截面 面积面积 A A（）杆件杆件 受力受力 类型类型x()yyz
