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1、一、设计资料一、设计资料 1.结构形式某厂房跨度为 24m，总长 120m，柱距 6m，采用梯形钢屋架、1.56.0m 预应力混凝土大型屋面板，屋架铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面 400400，混凝土强度等级为 C20，屋面坡度为 i=1：10。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如附图所示。屋架采用钢材及焊条为：钢材选用 Q345 钢，焊条采用 E50 型。3.荷载标准值（水平投影面计）永久荷载：二毡三油防水层 0.4KN/m2保温层 1.0KN/m2水泥砂浆找平层 0.4KN/m2预应力混凝土大型屋面板 1.4KN/m2屋架及支撑自重（按经验公式 q=0.12
2、+0.011L 计算） 0.384KN/m2悬挂管道 0.1KN/m2可变荷载屋面活荷载标准值 0.5KN/m2雪荷载标准值 0.7KN/m2积灰荷载标准值 0.3KN/m24.屋架的计算跨度：Lo=240002150=23700mm，端部高度：h=2005mm（轴线处） ，h=2990mm（计算跨度处） 。起拱 h=50mm二、结构形式与布置图二、结构形式与布置图屋架支撑布置图如下图所示SC2SC2SC2SC2SC2SC1SC3SC4SC4SC4SC4SC4SC3SC1SC2SC2SC2SC2SC2SC2SC2SC1图2 上弦支撑布置图500500600060001860001111111S
3、C1C3C1C2C3C2C1C1C3C3C2SC111114160006000186000500500图2 下弦支撑布置图CC22CC4CC25图2垂直支撑图2垂直支撑4CC1CC31CC1图一：24m 跨屋架（几何尺寸）图二：24m 跨屋架全跨单位荷载作用下各杆的内力值图三：24m 跨屋架半跨单位荷载作用下各杆的内力值三、荷载与内力计算三、荷载与内力计算1.荷载计算永久荷载标准值：二毡三油（上铺绿豆砂）防水层 0.4KN/m2水泥砂浆找平层 0.4KN/m2保温层 1.0KN/m2预应力混凝土大型屋面板 1.4KN/m2屋架及支撑自重（按经验公式 q=0.12+0.011L 计算） 0.38
4、4KN/m2悬挂管道 0.1KN/m2_总计：3.684KN/m2可变荷载标准值：雪荷载 0.7KN/m2 大于屋面活荷载标准值 0.5KN/m2， 取0.7KN/m2 积灰荷载标准值 0.3KN/m2_总计 1.0KN/m2永久荷载设计值：1.353.6844.973KN/m2可变荷载设计值：1.41.01.4KN/m22.荷载组合设计屋架时，应考虑如下三种荷载组合：（1）全跨永久荷载+全跨可变荷载屋架上弦节点荷载 F=（4.973+1.4）1.56=57.361KN（2）全跨永久荷载+半跨可变荷载屋架上弦节点荷载 F1=4.9731.56=44.757KN F2=1.41.56=12.6K
5、N（3）全跨屋架和支撑自重+半跨大型屋面板重+半跨屋面活荷载屋架上弦节点荷载 F3=0.3841.351.56=4.667KN F4=（1.41.35+1.40.7）1.56=25.83KN3.内力计算本设计采用图解法计算杆件在单位节点力作用下各杆件的内力系数。表一：屋架杆件内力组合表表一：屋架杆件内力组合表内力系数(F=1)第二种组合第三种组合计算杆件内力/KN杆件名称 全跨左半全跨右半全跨第一种组合 FF1+F2F1+F2F3+F4F3+F4AB0.000.000.000.000.000.000.000.000.000BCD-8.72-6.25-4.27-500.19-469.031-44
6、4.08-202.13-150.93-500.188DEF-13.53-9.04-4.49-776.09-719.466-662.136-296.65-179.03776.094上弦FGH-15.26-9.17-6.09-875.33-798.534-759.726-308.08-228.42-875.329HI-14.71-7.38-7.38-843.78-751.363-751.363-259.28-259.17-843.78AC4.733.841.25271.318260.0846227.450121.26254.3293271.317CE11.5383.53661.372616.848
7、2560.526260.451144.91661.372EG14.659.345.31840.339773.3741722.596309.624205.426840.338下弦GI15.178.446.73870.166785.3077763.7617288.804244.528870.166AB-8.87-6.53-2.34-508.79-479.273-426.47-210.07-101.78-508.792BC6.884.762.12394.644367.9042334.640155.0686.8204394.644CD-5.44-3.14-2.3-312.04-283.042-272.
8、45-106.49-84.759-312.044DE3.71.91.8212.236189.5409188.28066.344963.736212.236EF-2.46-0.71-1.75-141.11-119.048-132.15-29.82-56.666-141.108FG1.11-0.451.5663.670744.0102769.3362-6.443145.467469.336 -6.443GH0.021.55-1.531.1472220.42514-18.38240.1298-39.42740.13-39.426HI-1.08-2.471.69-61.95-79.4596-27.04
9、3-68.8438.6199-79.56斜腹杆38.62AA-0.5-0.50-28.681-28.6785-22.378-15.249-2.33-28.68CC-1-10-57.361-57.357-44.757-30.497-4.66-57.36EE-1-10-57.361-57.357-44.757-30.497-4.66-57.36GG-1-10-57.361-57.357-44.757-30.497-4.66-57.36竖杆II1.940.970.9771.28111.2871.2857.32-48.45111.28四、杆件截面设计四、杆件截面设计腹杆最大内力-508.79kN,查表
10、得，中间节点板厚度选用 10mm，支座节点板厚度选用 12mm。1.上弦杆（FGH 杆）整个上弦不改变截面，按最大内力-875.329KN（受压）计算。上弦杆件计算长度：在屋架平面内，为节间轴线长度lox1508mm；在屋架平面外，根据支撑布置(上弦支撑点设在坚杆上端点)和内力变化情况取loy215083016mm，因为loy2lox，故截面宜选用两个不等肢角钢，短肢相并。假定 60，按 Q345 钢，轴心受压构件属于 b 类截面，查附表 4.2 得0.734需要截面面积A875.329/（0.734310）3831.26mm2 N f310需要的回转半径为：ix1508/6025.13mm
11、loxiy3016/6075.4mmloy根据A、ix、iy 查不等肢角钢规格表,选用 2L1409010,A4460mm2, 25.6mm,75.4mm.按所选角钢进行验算：xiyix1508/25.658.91 150 ilxoxy3016/75.460 150（满足要求） ilyoy由于 xy，只需求查附表 4.2 用内插法得0.743xx875.329/(0.7434460)=280.2N/mm2310N/mm2 故满足要ANx310求。2.下弦杆整个下弦也不改变截面，按最大内力 870.16KN（受拉）计算。按下弦支撑布置(支撑点在两端坚杆和中轴坚杆下端点)情况：Lox3000mm,
12、Loy12000mm 计算下弦截面净面积：An=870.16/3102806.87mm2 需要的回转半径为：fN310ix=3000/25012mm iy=12000/25048mm,选用lox loy2L1006310（短肢相并）A3100mm2, ix17.5mm iy50.2mm.x3000/17.5=171.4=250; ilxoxy12000/50.2=239.0=250. ilyoy870.16/3100=297.8N/ mm2310N/mm2 满足要求。nN A3103.端斜杆（aB）杆件轴力 N=508.79KN（受压）,计算长度=2535mm，采用不等肢角钢，长xl0yl0肢
13、相并。选 2L1409010，A=4460mm2， ，ix25.6mm iy67.7mm。x2535/25.6=99=150，min=x=0.437y ilxox=508.79/(0.4374460)=261.12N/ mm2310N/mm2，故满足要求。AN 3104.斜腹杆杆 Hi1.1.杆件内力：N=-79.56 或 38.62 选择内力大值进行计算。计算长度=0.8 =0.83370=2696mm，= =3370mm，xl0lyl0l按=150 选，需要的回转半径为：ix2696/15018.0mm iy3370/15022.5mm，lox loy选 2L635，A=1228mm2， ，ix19.4mm iy29.6mmx2696/19.4=139.0=150，y3370/29.6=113.9ixoxl ioyyl=150min=x=0.253，=79.56/（0.2531228）=256.08N/ mm2310N/ xHiN A310mm2（满足要求）杆 gH杆件内力：Ng
