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1、、题目某厂房总长度90m跨度为18m屋盖体系为无檩屋盖。纵向柱距 6m1. 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=L/10 ； L为屋架跨度。地区计算温度高于-20C,无侵蚀性介质，屋 架下弦标高为18m2. 屋架形式及荷载：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）如附图所示。屋架采用的钢材、焊条为：Q345钢，焊条为E50 型。3. 屋盖结构及荷载（1）无檩体系：采用1.5 x 6.0m预应力混凝土屋板（考虑屋面板起系杆作用） 荷载：屋架及支撑自重：按经验公式 q=0.12+0.011L , L为屋架跨度，以m为单位，q为屋
2、架及支撑自重，以kN/m为单 位；屋面活荷载：施工活荷载标准值为0.7kN/m2，雪荷载的基本雪压标准值为S=0.35kN/m2，施工活荷载与雪荷 载不同时考虑，而是取两者的较大值；积灰荷载为 0.7kN/m2屋面各构造层的荷载标准值： 三毡四油（上铺绿豆砂）防水层0.45kN/m水泥砂浆找平层0.7kN/m2（按附表取）2保温层0.4 kN/m预应力混凝土屋面板1.45kN/m150Jz5n7 5.15071507历07”】gCsE5C1 0le = 9iW(a) 18米跨屋架1,010 i.o iTBT3,470g1弐一 o7ooo+ 7.962+ 9.279102+ 9.279ace(b
3、)18米跨屋架全跨单位荷载几何尺寸作用下各杆件的内力值可匚ege(c) 18米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值二、设计内容1. 屋架形式、尺寸、材料选择及支撑布置根据车间长度、屋架跨度和荷载情况，设置上、下弦横向水平支撑、垂直支撑和系杆，见下图。因连接孔和连接零件上有区别，图中给出W、W和W 种编号IVK7I4/1-1、2-2剖面图2. 荷载计算三毡四油防水层水泥砂浆找平层 保温层预应力混凝土屋面板屋架及支撑自重恒荷载总和0.45 kN/m0.7kN/m0.4kN/m1.45kN/m0.12+0.011L=0.318kN/m3.318kN/m活荷载0.7kN/m积灰荷载0.7kN/m可变
4、荷载总和1.4kN/m屋面坡度不大，对荷载影响小，未予以考虑。风荷载对屋面为吸力，重屋面可不考虑。3. 荷载组合1. 全跨永久荷载+全跨可变荷载可变荷载效应控制的组合：F=(1.2 X 3.318+1.4 X 0.7+1.4 X 0.9 X 0.7) X 1.5 X 6=52.59kN 永久荷载效应控制的组合：F =(1.35 X 3.318+1.4 X 0.7 X 0.7+1.4 X 0.9 X 0.7) X 1.5 X 6=54.43kN 故 F=54.43KN2. 全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨永久荷载设计值：F1=1.35 X 3.318 X 1.5 X 6=40.31kN半跨可变荷载
5、设计值：F2=(1.4 X 0.7+1.4 X 0.9 X 0.7) X 1.5 X 6=16.76kN屋架杆件内力组合表杆件名称杆 件 编 号单位内力作用时的内力系数组合1组合2计算内里全跨A左半跨B右半跨CFX AF1XA+F2X CF1XA+F2X B上弦AB0.000.000.000.000.000.000.00BCCD-6.221-4.317-1.85-338.61-281.77-323.12-338.12DEEF-8.993-5.636-3.357-489.49-417.15-345.23-489.49FG-9.102-4.551-4.551-495.42-443.18-443.1
6、8-495.42下弦ac3.4702.5370.933188.87155.51182.17188.87ce7.9625.3252.637433.37365.14410.20433.37eg9.2795.3123.967505.06441.64463.07505.06斜腹 杆aB-6.502-1.754-1.748-353.90-291.39-291.49-353.90Be4.7393.1581.581257.94217.53243.96257.94cD-3.382-1.862-1.520-184.08-161.80-167.54-184.08De1.8840.5401.344102.3298.
7、4789.99102.32eF-0.6900.615-1.305-37.47-49.69-17.51-49.69Fg-0.462-1.6321.170-25.090.99-45.98-45.98竖杆Aa-0.5-0.50.00-27.16-20.16-28.54-28.54Ce-1.0-0.10.00-54.43-40.31-57.07-57.07Ee-1.0-0.10.00-54.43-40.31-57.07-57.07Gg0.8120.4060.40644.2039.5439.5444.204. 截面选择按腹杆最大内力N=-353.9kN查表选用中间节点板厚度t=10mn,荷载支座节 点板
8、厚度 t=12mm。1. 上弦 整个上弦不改变截面，按最大内里计算： 假定入=60,对于双角T形钢，当绕x.y轴失稳时属于类b截面，由附表查得 书x= 0.735 ，需要的截面几何量：A=N/ 书 minf=4954.2 / (0.735X 310)=21.74cm2ix=l ox/ 入=150.75/90=2.51cmiy=l oy/ 入=300/90=5.0cm由附表选用 2L80X 10,A=30.26cm2 ,i x=2.42cm,i y=3.74cm入 x=|ox/i x=150.75/2.26=62.290入 y=l oy/i y=300/3.54=80.21入=150双角T钢型截
9、面绕对称轴(y)轴应按弯扭屈曲计算长细比入yz b/t=8.0 入 y故由入max=X yz =81.94，按b类查附表得书=0.553(T =N/ 书 A=4954.2/(0.632 X 30.26)=296.06N/mm2 f=310N/mn2因截面无孔眼削弱， 可不验算强度。 又因轧制钢翼缘和腹板， 可不验算局部稳定填板每个节间放一块 (满足 l 1范围内不少于两块) ,l a=75.38cm40i=40X 2.42=96.8cm2. 下弦下弦不改变截面，按最大内力计算：Nmax=505.06kN,l ox=300cm,loy=900cm 连接支撑的螺栓孔中心至节点板边缘 的距离约为10
10、0cm(eg节间)，可不考虑螺栓孔削弱。需要的截面几何量：A=N/f=5050.6/310=16.29cm2i x=l ox/ X =300/350=0.86cmiy=l oy/ X =1500/350=2.57cm由附表选用 2L75X 7， A=20.26cm2 ,i x=2.30cm,i y=3.47cmX x=l ox/i x=300/2.30=130.43 X =350X y=l oy/i y=900/3.47=259.37 X =350(T =N/A=249.29N/mr2 f=310N/mn2填板每个节间放一块， l 1=150cm80i=80X2.30=184cm3. 斜腹杆(
11、1) 杆件 aB:N=-353.90kN,l ox=l oy=253.0cm假设入=80,对于双角T形钢，当绕x.y轴失稳时属于类b截面，由附表 查得书x= 0.574 ，需要的截面几何量：A=N / 书 minf=3539.0 / (0.574 X 310)=19.82cm2ix=l ox/X =253.0/80=3.16cmiy=l oy/X =3.16cm由附表选用 2L100X 6,A=23.86cm2 ,i x=3.10cm,i y=4.44cmX x=l ox/i x=253.0/3.10=81.61 X =150X y=l oy/i y=253.0/4.44=56.98双角T钢型
12、截面绕对称轴(y )轴应按弯扭屈曲计算长细比入yzb/t=16.70.58loy/b=14.67,故按下式计算入 yz=3.9 X b(1+loy 2 X t2 /18.6b ? )/t=71.20 入 x故由入max=X x=81.61，按b类查附表得书=0.563(T =N/ 书 A=3539.0/(0.563 X 23.86)=263.45N/mm2 vf=310N/mn2 因截面无孔眼削弱，可不验算强度。又因轧制钢翼缘和腹板，可不验算局 部稳定填板放两块，l a=84.30cm40i=40 X 3.仁124cm(2) 杆件 Bc:N=257.94kN,l ox=0.8l1=0.8/ X
13、 261.3=209.04cm,l oy=261.3cm 需要的截面几何量：A=N/f=2579.4/310=8.32cm2ix=l ox/ 入=209.04/350=0.60cmiy=l oy/ 入=261.3/350=0.75cm由附表选用 2L63X 4, A=9.96cm2 ,ix=1.96m,iy=2.94cm入 x=l ox/i x=209.04/1.96=106.65入=350入 y=l oy/i y=261.3/2.94=88.88入=350(T =N/A=258.98N/mr2 f=310N/mn2填板放两块，l 仁87.1cm80i=80X 1.96=156.8cm.(3) 杆件 Ee:N=-50.07kN,l ox=0.8l1=0.8 X 259.0=207.20cm,l oy=259.0cm。内里 较小可按入选择截面，需要的截面几何量：ix=l ox/入=207.20/150=1.38cmiy=l oy/入=259.0/150=1.73cm由附表选用 2L50X6,A=11.38cm2 ,i x=l.51cm,i y=2.48cm入 x=l ox/i x=207.20/1.51=137.22入=150入 y=l oy/i y=259.0/2.21=104.44入=150双角T钢型
