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1、1.1.设计资料：设计资料：.32.2.结构形式与布置结构形式与布置.33.3.荷载计算荷载计算.64.4.内力计算内力计算.7附件：设计资料附件：设计资料1、设计题目：单层工业厂房屋盖结构梯形钢屋架设计 2、设计任务及参数： 第五组：某地一机械加工车间，长 84m，跨度 24m，柱距 6m，车间内设有两台 40/10T 中级工作制桥式吊车，轨顶标高 18.5m，柱顶标高 27m，地震设计烈度 7 度。采用梯形钢屋架，封闭结合，1.56m 预应力钢筋混凝土大型屋面板（1.4KN/m2） ，上铺 100mm 厚泡沫混凝土保温层（容重为 1KN/m3） ，三毡四油（上铺绿豆砂）防水层（0.4KN/
2、m2） ，找平层 2cm 厚（0.3KN/m2） ，卷材屋面，屋面坡度 i=1/10，屋架简支于钢筋混凝土柱上，混凝土强度等级 C20，上柱截面 400400mm。钢材选用 Q235B，焊条采用 E43 型。屋面活荷载标准值 0.7KN/m2，积灰荷载标准值 0.6KN/m2，雪荷载及风荷载见下表，7 位同学依次按序号进行选取。活载 KN/m21234567基本雪压0.300.750.100.200.450.500.35基本风压0.350.600.250.550.300.500.453、设计任务分解 学生按照下表分派的条件，完成梯形钢屋架设计的全部相关计算和验算及构造设计内容。 表-34、设计
3、成果要求 在教师指导下，能根据设计任务书的要求，搜集有关资料，熟悉并应用有关规范、标准和图集，独立完成 课程设计任务书（指导书）规定的全部内容。 1）需提交完整的设计计算书和梯形钢屋架施工图。 2）梯形钢屋架设计要求：经济合理，技术先进，施工方便。 3）设计计算书要求：计算依据充分、文理通顺、计算结果正确、书写工整、数字准确、图文并茂，统一 用 A4 纸书写（打印）。 A、按步骤设计计算，各设计计算步骤应表达清楚，写出计算表达式及必要的计算过程，对数据的选取应 写明判断依据。 B、计算过程中，必须配以相应的计算简图。 C、对计算结果进行复核后，为保证施工质量且方便施工，应按规范要求对计算结果进
4、行调整并写明依据。4）梯形钢屋架施工图共两张，图纸绘制的要求：布图合理，版面整齐，图线清晰，标注规范，符合规范/ 图集要求。单层工业厂房屋盖结构单层工业厂房屋盖结构梯形钢屋架设计梯形钢屋架设计1.1.设计资料：设计资料：（1）某地一机械加工车间，长 84m，跨度 24m，柱距 6m，车间内设有两台 40/10T 中级工作制桥式吊车，轨顶标高 18.5m，柱顶标高 27m，地震设计烈度 7 度。采用梯形钢屋架，封闭结合，1.56m 预应力钢筋混凝土大型屋面板（1.4KN/m2） ，上铺 100mm 厚泡沫混凝土保温层（容重为 1KN/m3） ，三毡四油（上铺绿豆砂）防水层（0.4KN/m2） ，
5、找平层 2cm 厚（0.3KN/m2） ，卷材屋面，屋面坡度 i=1/10，屋架简支于钢筋混凝土柱上，混凝土强度等级 C20，上柱截面 400400mm。钢材选用 Q235B，焊条采用 E43 型。屋面活荷载标准值0.7KN/m2，积灰荷载标准值 0.6KN/m2，雪荷载及风荷载见下表。活载 KN/m21234567基本雪压0.300.750.100.200.450.500.35基本风压0.350.600.250.550.300.500.45（2）屋架计算跨度 )(7 .233 . 0240ml2（3）跨中及端部高度：设计为无檩屋盖方案，采用平坡梯形屋架，端部高度中部高度mmh19000（为）
6、 ，屋架跨中起拱考虑，取 48mm.mmh31006 . 7/0l500/l2.2.结构形式与布置结构形式与布置屋架形式及几何尺寸如图所示：图 1.梯形钢屋架形式和几何尺寸根据厂房长度（102m60m） 、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设置了刚性与柔性系杆，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下图所示：3屋架上弦支撑布置图屋架
7、下弦支撑布置图3.3.荷载计算荷载计算屋面活荷载与雪荷载不会同时出现，计算时，取较大的荷载标准值进行计算。故取屋面活荷载 0.7kN/进行计算。2m 屋面风荷载 迎风面 mKN /88. 51235. 00 . 1)0 . 1(4 . 11背风面 mKN /82. 31235. 00 . 165. 0(4 . 11由于屋面坡度较小，对荷载影响小，未予考虑。风荷载对屋面为吸力，重屋架不考虑。表 1 荷荷 载载 计计 算算 表表荷载名称标准值（kN/）2m设计值（kN/）2m4预应力混凝土大型屋面板1.41.41.351.89三毡四油防水层（上铺绿豆沙）0.40.41.350.54找平层（厚 2c
8、m）0.30.31.350.40510cm 厚泡沫混凝土保温层10.10.10.11.350.35屋架和支撑自重0.12+0.01124=0.3840.3841.350.5184永久荷载总和2.6843.6234屋面活荷载0.70.71.40.98积灰荷载0.60.61.40.84可变荷载总和1.31.82设计屋架时，应考虑以下三种荷载组合：3.1.全跨永久荷载 + 全跨可变荷载全跨节点永久荷载及可变荷载：KNF991.4865 . 1)82. 16234. 3(3.2.全跨永久荷载 + 半跨可变荷载全跨节点永久荷载：611.3265 . 16234. 31F半跨节点可变荷载：KNF38.16
9、65 . 182. 123.3.全跨屋架（包括支撑）自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载:全跨节点屋架自重：KNF67. 465 . 15184. 03半跨节点屋面板自重及活荷载：KNF31.2365 . 1)7 . 089. 1 (41、2 为使用节点荷载情况，3 为施工阶段荷载情况。4.4.内力计算内力计算屋架在上述三种荷载组合作用下的计算简图如图所示：5屋架计算简图由图解法或数解法解得 F1 的屋架各杆件的内力系数（F1 作用于全跨、左半跨和右半跨） 。然后求出各种荷载情况下的内力进行组合，计算结果见表 2屋屋 架架 构构 件件 内内 力力 组组 合合 表表内力系数（F=1）第二种组合第
10、三种组合杆件名称全跨左半跨右半跨第一种组合F+1F2F+1F2F3F4F3F4F计算杆件内力（KN）上弦ABBC、CDDE、EFFGGH、HI0-9.08-14.02-15.75-16.290-6.83-9.96-10.26-10.800-2.90-5.24-7.08-7.080-444.81-686.83-771.55-797.890-407.96-620.28-681.65-707.980-332.75-523.42-603.05-620.600-200.99-296.66-311.79-326.770-94.83-160.18-201.49-204.020-444.81-686.83-7
11、71.55-797.89下弦Abbccdde4.9411.9715.1415.123.808.7710.358.521.474.126.188.52242.18586.45741.86740.81223.52534.05663.36632.62179.77442.52571.94600.78111.42259.58311.05268.3749.63130.47182.43224.58242.18586.45741.86740.816斜腹杆aBBbbDDccFFddRRIRG-8.986.93-5.453.68-2.421.070.791.560.70-6.915.07-3.672.11-0.9
12、0-0.292.433.200.70-2.672.40-2.302.02-1.961.75-2.12-2.120-440.06339.58-267.24180.33-118.6452.4938.6876.4134.13-406.16306.07-238.00154.62-93.7130.2565.60103.3334.11-326.66256.41-206.98145.62-103.7857.07-1.0424.0722.73-202.47150.06-110.6966.22-27.80-1.6460.1981.6619.40-90.1975.79-67.0853.77-46.7836.65-
13、34.63-31.033.28-440.06339.58-267.24180.33-118.6452.49,-1.6465.60,-34.63103.33,-31.0334.13竖杆AaCb、EcGdHRIe-0.50-1.00-1.50-1.000-0.50-1.00-1.49-1.00000000-24.50-48.92-73.47-48.990-24.50-48.80-73.46-48.990-16.31-32.56-48.91-32.610-13.95-27.86-41.81-27.890-2.34-4.64-7.02-4.670-24.50-48.92-73.47-48.9905.5
14、.杆件设计杆件设计（1）上弦杆整个上弦采用等截面，按 GH,HI 杆件的最大内力设计，即 KNN89.797上弦杆计算长度：在屋架平面内，为节间轴线长度，即在屋架平面外，本屋架为无檩体系，并且认为大型屋面板只起到刚性系杆作用，根据支持布置和内力变化情况，取为支撑点间的距离，即oylmmloy6000根据屋架平面外上弦杆的计算长度，上弦杆截面选用两个不等肢角钢，短肢相并。如下图所示。mmlloox15087腹杆最大内力，由屋架节点板厚度参考可知：中间节点板与垫板厚度取 10mm,支座KNN06.440节点板刚度取 12mm。设，查 Q235 钢的稳定系数表，可得（由双角钢组成的 T 形和十字形截面均属于 b70751. 0类） ，则需要的截面积为23 6.4941215751.01089.797mmfNA需要回转半径：， mmliox x5 .21701508mmlioy y7 .85706000根据需要 A，查角钢规格表，选用，肢背间距 a=10mm，则： xiyi101101802L，25680mmA mmix3 .31mmiy3 .86按所选角钢进行验算：，xy567. 0xMPaMPaANx2159 .2042300567. 0267240所选截面满足要求。填板放三块，
