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1、一、设计资料温州地区某一单跨厂房总长度60m，纵向柱距6m,跨度18m。建筑平面图如 图1所示。1. 结构形式:钢筋混凝土柱，梯形钢屋架。柱的混凝土强度等级为C30，屋面坡度i=1/10； L为屋架跨度。地区计算温度高于-2O0C，无侵蚀性介质，屋架下弦标高为18m； 厂房内桥式吊车为1台301 （中级工作制）。2. 屋架形式及材料:屋架形式、几何尺寸及内力系数（节点荷载P=1.0作用下杆件的内力）如附 图2所示。屋架采用的钢材为Q235钢，并具有机械性能：抗拉强度、伸长率、 屈服点、180C冷弯试验和碳、硫、磷含量的保证；焊条为E43型，手工焊。3. 荷载标准值（水平投影面计） 永久荷载：三
2、毡四油（上铺绿豆砂）防水层0.5KN/m2水泥砂浆找平层0.5KN/m2保温层口5 KN/m2一毡二油隔气层0.05 KN/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 + 0.011L计算：0.318 KN/m2悬挂管道：0.15 KN/m2 可变荷载：屋面活荷载标准值：0.7kN /m2雪荷载标准值：0.35KN/m2积灰荷载标准值：1.2KN/m2厂房平面图1507.5 507.5G35ce118米跨屋架几何尺寸I50751507.5 1507.5a.1.01.01 . 01 .01 .01.0G0.5FDB0+ 3.
3、47+7 .9 6 2+9 .2 7 9E93A0-9.10 2ceb . 18米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值内力系数图二、屋盖支撑布置1、上弦横向水平支撑上弦横向水平支撑布置在房屋两端的第二开间，沿屋架上弦平面在跨度方向 全长布置。考虑到上弦横向水平支撑的间距大于60m，应在中间柱间增设横向水 平支撑。2、下弦横向水平支撑屋架跨度为18m,应在上弦横向水平支撑同一开间设置下弦横向水平支撑，且沿屋架下弦在屋架跨度方向全长布置。3、下弦纵向水平支撑本厂房设有1台301 （中级工作制）的桥式吊车，且未设柱梁，因此，可不设 下弦纵向水平支撑。4、垂直支撑垂直支撑应设在上、下弦横向水平支撑同
4、一开间内的两榀屋架之间。梯形屋 架跨度L=18m时，可仅在跨中和两端各设置一道，共三道。5、系杆屋脊节点以及屋架支座处沿厂房设置通常的刚性系杆，屋架下弦跨中通常设 置一道柔性系杆。屋盖支撑布置如图3所示：上弦横向水平支撑XXXXXXXX1-1XXX2-2XXXXXXXXXXXXAnnnnriii6HIU总ITOnfimTMil 门Yaw下弦横向水平支撑三、荷载和内力计算1、荷载计算（1）屋面永久荷载标准值：三毡四油（上铺绿豆砂）防水层0.5 KN/m2水泥砂浆找平层0.5 KN/m2保温层0.55 KN/m2一毡二油隔气层0.05 KN/m2水泥砂浆找平层0.4 KN/m2预应力混凝土大型屋面
5、板1.4 KN/m2屋架及支撑自重：按经验公式q = 0.12 + 0.011L计算：0.318 KN/m2悬挂管道：0.15 KN/m2小计刀3.89KN/ m2(其中,tan a=l/10, cos a=1 /(1 + tan2 a) = 0.995)（1）屋面可变荷载标准值：屋面活荷载标准值 雪荷载标准值： 积灰荷载标准值：0.7kN / m20.35KN/m21.2 KN/m2qk =（屋面活荷载，屋面雪荷载）max +屋面积灰荷载=1.9KN/m 2 （沿水平方向分布）2、荷载组合（1）钢屋架强度和稳定性验算时，仅考虑全跨荷载作用下工况，即全跨永 久荷载+全跨可变荷载。屋架上弦节点荷
6、载（由永久荷载效应控制的组合）：F二1.35X3.89+1.4X（0.7X0.7+1.2X0.9） X 1.5X6.0=67.05 KN （其中，1.5mX6m为预应力混凝土大型屋面板面积，含灌缝） 屋架上弦节点荷载（由可变荷载效应控制的组合）：F= （ 1.2X3.89+1.4X 1.9 ）X 1.5X6.0=65.95 KN取 F=67.05 KN（2）屋架挠度计算时，仅考虑全跨永久荷载+全跨可变荷载组合：屋架上弦节点荷载（由永久荷载效应控制的组合）：F =（3.891.9）X1.5X6.0=52.11 KNk3、杆件内力计算屋架在全跨满载荷载作用下的计算简图如图2所示。则，全跨满载作用下
7、的内力计算结果见下表：内力计算表杆件名称杆件内力系数全跨永久荷载+全跨可变荷载F=67.05 KNP=1上弦杆AB00BD-6.221-417.12DF-8.993-602.98FG-9.102-610.29下弦杆ac3.470232.66ce7.960533.72eg9.279622.16斜腹杆aB-6.502-435.96cB4.739317.75cD-3.362-225.42eD1.834122.97eF-0.690-46.26gF-0.462-30.98竖腹杆aA-0.5-33.53cC-1.0-67.05eE-1.0-67.05gG0.81254.44、杆件截面设计1、上弦杆整个上弦
8、杆采用等截面，按FG杆件的最大设计值进行内力设计：N=-610.29 KN。计算长度l =1507.5mm, l = l =2d=2X 1507.5=3015mm（按大型屋面与屋架保 ox oy 1证三点可靠焊缝考虑，取两屋面板的宽度）。最大腹敢压力为-435.96 KN（aB腹杆），由屋架节点板厚度参考表可知，支 座节点板厚度取t=12mm,中间节点板厚度取t=10mm.因为l =21，截面宜采用两个不等肢角钢相并，截面类型为b类，如图oy ox所示：x设入=60，查表得申=0.807，所需面积为:=3517.42mm 2A 二上二 E % M 0.807 x 215需要回转半径为：i =
9、25.13mm = 2.513cmx九60l 301560 50.25 mm 5.025cm根据需要的A、i、i ,查角钢型钢表，选用2L140X90X8 （短肢相距 xy10mm）,A =36.077 cm2 ,i = 2.59cm, i =6.73cm.xyl 1507.5九-ox58.20 V 入=150x i 25.9x九仁301544.80 V入二150y i 67.3短肢相并的角钢，可近似取y九=九44.80 150 （满足长细比）yz y由九=58.02查得申=申=0.817 （b类），则xmin xG上 610.29 %10 207.05N / mm2 f 215N / mm2
10、 （满足要求） Ap 3607.7 x 0.817x因此，所选截面合适。2、下弦杆整个下弦杆米用同一截面，最大内力在eg杆，N =622,16 KN 计算长max度l =3000mm, l =9000mm（纵向水平支撑点系杆与系杆之间的距离）。oxoy所需净截面面积：622.16x103215 2893.77mm2选用 2-125X80X8（短肢相距 10mm）, A=31.978cm2, i =2.28cm, i =6.07cm. xy如图5所示：y 10mml3000九=-ox = 131.58 九=350x i22.8xl9000九=y = 148.27 九=350y i60.7yJ =
11、喘泸=194.56N皿2 f = 215皿2 (满足要求)3、斜杆(1) aB杆杆端轴力N=-435.96 KN，计算长度l = l =2530mm，由于l = l，故采用不等 0 x oy0 x oy肢角钢，长肢相并，即使i - i 。所需的净截面面积为： xy= 2512.67mm2A =上=焙96 *103M 0.807 x 215选用 2-125X80X8 (长肢相距 10mm) A=31.978cm 2, i =4.06cm, i =3.27cm. xyl2530九=-ox = 63.09 九=150x i40.1xl 2530X = * = 77.37 九=150y i 32.7y
12、对于 y 轴要考虑扭转效应的影响，采用换算长细比。对于长边相连的不等肢 角钢：b 800.48l0.48x 2530厶=8 好=15.18t 10b802Xyz=X (1 +y1.09b 42_12 12)=77.37(1 +1.09 x 80425302 x 82)=85.8 X X，只需求出申.二申yz y xmin yz由九=85.8查得 申 =p = 0.661 （b类），贝Vyz min yzG = = 435.96 X103 = 206.25N/mm2 f = 215N/mm2 （满足要求） Ap0.661 x 3197.8x（2） cB 杆杆端轴 力 N=317.75 KN,计算长度 l =0.81=0.8 X 2613mm=2090.4 mm , 0xl =1=2613mm .所需净截面面积： A = N = 317.75 X 10 = 1477.91mm 2oyf215选用 2L56X8 等肢角钢（肢相距 10mm）A=16.734cm2, i =1.68cm, i =2.75cm. xyl2090.4九=-ox = 124.4 九=350x i 16.8xl2613九=* = 95.02 九=350y i27.5yN = XN / mm2 = 189.88N / mm2 f = 2
