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1、目录一、设计资料2二、屋架尺寸及结构形式与选型2三、 荷载计算31.永久荷载32.可变荷载33.荷载组合4四、内力计算4五、杆件设计61.上弦杆62.下弦杆73.斜腹杆84.竖杆9六、节点设计101.下弦节点C102.上弦节点B113.屋脊节点G124.支座节点A13附录：钢屋架施工图16梯形钢屋架课程设计计算书一、设计资料：1、 车间柱网布置：长度90m ；柱距6m ；跨度21m2、 屋面坡度：1：103、 屋面材料：预应力大型屋面板4、 荷载1） 静载：屋架及支撑自重0.35KN/m;屋面防水层 0.4KN/m；找平层0.4KN/m;大型屋面板自重（包括灌缝）1.4KN/m。 2) 活载：
2、屋面雪荷载0.35KN/m；积灰荷载标准值 1.2 KN/m2 屋面活荷载标准值：5、 材质 Q345B钢，焊条E50XX系列，手工焊。荷载类型荷载名称荷载标准值（KN/m2）永久荷载三毡四油（上铺绿豆沙）防水层0.4水泥砂浆找平层0.4保温层0.7一毡二油隔气层0.05水泥砂浆找平层0.3预应力混凝土屋面板1.4屋架自重0.12+0.11x21=0.351可变荷载屋面活荷载标准值0.7积灰荷载1.20雪荷载0.356、二、 结构形式与选型屋架形式及几何尺寸如图所示上弦横向水平支撑一般设置在房屋两端且间距不宜大于60m，根据厂房长度(90m60m)、跨度及荷载情况，设置上弦横向水平支撑3道。下
3、弦横向水平支撑与上弦横向水平支撑对应的布置在同一柱间距内，以形成稳定空间体系。下弦纵向水平支撑不进行布置。垂直支撑设置在上、下弦横向支撑的柱间内，在屋架两端及跨中的竖直面内。系杆沿房屋纵向通长设置，以保证屋架的侧向稳定。三、 荷载计算屋面雪荷载与检修荷载不会同时出现，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/m进行计算。屋架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）按经验公式计算，跨度单位为米（m）.屋架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）按经验公式计算，跨度单位为米（m）荷载计算表荷载名称标准值（KN/m）设计值（KN/m）预应力混凝土大型屋面板自重1.41.41.351.89
4、屋架及支撑自重0.350.2641.350.3564屋面防水层0.40.41.350.54找平层0.40.41.350.54永久荷载总和2.4643.3264屋面活荷载0.70.71.40.98积灰荷载1.21.21.4=1.68可变荷载总和1.92.66设计屋架时，应考虑以下三种荷载组合：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：F=(3.3264+2.66) 1.56=53.8776kN2、 全跨永久荷载半跨可变荷载全跨节点永久荷载：F1=3.32641.56=29.9376kN半跨节点可变荷载：F2=2.661.56=23.94kN3、 全跨屋架（包括支撑）自重半跨屋面板
5、自重半跨屋面活荷载全跨节点屋架自重：F3=0.35641.56=3.2076kN半跨节点屋面板自重及活荷载：F4=(1.89+0.7) 1.56=23.31kN1、2为使用节点荷载情况，3为施工阶段荷载情况。四、 内力计算屋架在上述三种荷载组合作用下的计算简图如下：由图解法或数解法解得F=1的屋架各杆件的内力系数（F=1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，计算结果如下表：屋架构件内力组合表杆件名称内力系数（F=1）第一种组合F1第二种组合第三种组合计算杆件内力（kN）全跨1左半跨2右半跨3F11+F22F11+F23F31+F42F31+F43上弦杆AB0000
6、00000BC、CD-7.472-5.310-2.162-402.569-350.8385-275.4754-147.7463-74.3664-402.569DE、EF-11.262-7.339-3.923-606.763-512.6406-431.2685-207.2006-127.5736-606.763FG、GH-12.18-6.861-5.319-656.222-528.9215-492.0061-199.0034-163.0593-656.222下弦杆Ac4.1003.0101.090220.8957194.8134148.848683.315938.5607220.8957ce9.
7、7446.6633.081524.977451.2476365.4945186.5733103.0769524.977eg11.9627.3264.636644.477533.5267469.1281209.1432146.4393644.477gh11.7685.8845.884634.0245493.197493.197174.9077174.9077634.0245斜腹杆aB-7.684-5.541-2.043-413.991-362.7104-278.9683-153.81172.2726-413.991Bc5.8083.9601.848312.918268.6939218.13261
8、10.939761.709-55.54312.918cD-4.409-2.533-1.776-237.5437-192.6455-174.5229-73.18832745.553-237.5437De2.7921.2221.570150.4246112.8472121.178337.44154-40.59150.4246eF-1.572-0.047-1.525-84.6946-48.1909-83.5742-6.13790132.917-84.6946Fg0.328-1.0391.36717.6717-15.053442.5463-23.1669-25.6842.5463gH0.7131.91
9、3-1.20038.414367.1444-7.380846.87934767.1444坚杆Aa-0.5-0.50-26.9358-26.94-53.87-14.97-29.93-13.2588-3.2076-26.9358Cc-1.0-1.00-53.87776-53.8776-29.93-26.5176-3.2076-53.877Ee-1.0-1.00-53.87776-53.8776-29.93-26.5176-3.2076-53.877Gg-1.0-1.00-53.8777676-26.5176-3.2076-53.877五、 杆件设计（1）上弦杆整个上弦采用等截面，按FG杆件的最大设
10、计内力设计，即N=-656.222KN上弦杆计算长度：在屋架平面内：为节点轴线长度：l0x= l0=1.508m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，根据支撑布置和内力变化情况，取为支撑点间的距离，即：=31.508=4.524m根据屋架平面外上弦杆的计算长度，上弦截面选用两个不等肢角钢，短肢相并。如右图：腹杆最大内力N=-413.991KN，中间节点板厚度选用10mm，支座节点板厚度选用12mm设60，查Q345钢的稳定系数表，可得0.732（由双角钢组成的T形和十字形截面均属于b类），则需要截面积为需要回转半径： 查表选用21006310 a=10mm验算
11、满足长细比的要求，查表，则故所选截面合适。（2）下弦杆整个下弦采用等截面，按cd杆件的最大设计内力设计，即N=644.477KN下弦杆计算长度：下弦截面选用两个不等肢角钢，短肢相并。所需截面面积：查表选用2 100806，a=10mm 即，且 满足要求。（3）腹杆 aB杆: 计算长度： 杆件轴力：N=-413.991KN 因为，选21409010 所需面积： 则 （4）竖杆竖杆Gg :杆件轴力：N=-53.877KN 计算长度：内力较小 按=150选择 需回转半径：cm =1.93cm查表选用2 454 a=8mm 即 且，查表得屋架杆件截面选择表杆件名称杆件编号内力（KN）计算长度cm截面规
12、格截面面积（cm）回转半径（cm）长细比容许长细比稳定系数计算应力或N/A （N/cm）上弦FGGH-656.222150.8452.421601101458.232.827.7553.4858.37150.000.74515.127下弦eg644.4773001035210080620.7902.857.70105.26134.42350.00_31.00斜腹Aa-26.936199199256510.831.722.69115.773.98150.000.3457.209aB-413.9912532532140901044.5224.473.6656.6069.13150.000.66114.067Bc312.918209261.32 100623.863.14.4467.4258.85350.00-13.115Cc-53.877183.22292 56510.831.7
