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1、钢屋架设计计算一、设计资料 屋面采用梯形钢屋架、预应力钢筋混凝土屋面板。钢屋架两端支撑于钢筋混凝土柱上（砼等级C20）。钢屋架材料为Q235钢，焊条采用E43型，手工焊接。该厂房横向跨度为24m，房屋长度为 240m,柱距（屋架间距）为6m,房屋檐口高为2.0m，屋面坡度为1/12。二、屋架布置及几何尺寸屋架几何尺寸图 屋架计算跨度=24000-300=23700mm。屋架端部高度 H0=2000mm。二、支撑布置XXXXXXXX三、荷载计算1、荷载永久荷载1500N/m2 =1.5 KN/m2(120+11 X 24) =0.384 KN/m2380N/m2 =0.38 KN/m2400N/
2、m2 =0.40 KN/m2970N/m2 =0.97 KN/m280N/m2 =0.08 KN/m2预应力钢筋混凝土屋面板（包括嵌缝屋架自重防水层找平层 2cm 厚保温层支撑自重小计工 3.714 KN/m2可变荷载活载700N/m2=0.70 KN/m2以上荷载计算中，因屋面坡度较小，风荷载对屋面为吸力，对重屋盖可不考虑，所以各荷载均按水 平投影面积计算。永久荷载设计值：1.2 X 3.714=4.457kN/m2可变荷载设计值：1.4 X 0.7=0.98kN/m22、荷载组合设计屋架时，应考虑以下三种荷载组合：（1 ）全跨永久荷载+全跨可变荷载屋架上弦节点荷载： P=（4.457+0.
3、98）X 1.5X 6=48.93kN（2）全跨永久荷载+半跨可变荷载屋架上弦节点荷载：P 二4.457X 1.5X6=40.11kNP=0.98X1.5X6=8.82kN12（3） 全跨屋架与支撑+半跨屋面板+半跨屋面活荷载全跨屋架和支撑自重产生的节点荷载：p=1.2X（0.384+0.08）X1.5X6=5.01kN作用于半跨的屋面板及活载产生的节点荷载：取屋面可能出现的活载P= （1.2X1.5+1.4X0.7）X1.5X6=25.02kN4以上 1），2）为使用阶段荷载组合;3）为施工阶段荷载组合四、内力计算作为屋架的依负最大值）正、按力学求解器计算杆件内力，然后乘以实际的节点荷载，屋
4、架要上述第一种荷载组合作用下， 屋架的弦杆、竖杆和靠近两端的斜腹杆内力均达到最大值，在第二和第三种荷载作用下，靠跨中的 斜腹杆的内力可能达到最大或发生变号，因此，在全跨荷载作用下所有杆件的内力均应计算，而在 半跨荷载作用下，仅需计算近跨中的斜腹杆内力，取其中不利内力呷左半跨荷载内力图右半跨荷载布置图右半跨荷载内力图内力计算表表 1杆件 名称杆内力系数全跨永久 荷载+全跨 可变荷载P=48.93kNN=PX 全跨永久荷载+半跨 可变荷载P=40.11kN1P =8.82kN2N左=P1 X+P2X N右=P1 X+P2X全跨屋架支撑+半跨 屋面板+半跨可变荷 载P=5.01kN3P =25.02
5、kN4N左=P3X+P4XN右=P3X+P4X计算内力KNP=1在左 半跨在右 半跨全跨上弦杆10-11000000011-13-6.35-2.51-8.86-424.57-393.55-346.13-253.62-132.50-393.5513-15-9.35-4.65-14.00-670.88-613.42-555.38-379.18-230.94-613.4215-17-9.62-6.39-16.01-767.20-688.25-648.36-399.80-297.92-688.2517-18-7.84-7.84-15.68-751.39-654.53-654.53-341.67-341
6、.67-654.531-23.511.254.76228.10212.65184.74139.3668.08212.651、2-38.223.6211.84567.37522.64465.83330.54185.45522.64弦杆3-49.755.5415.29732.70664.25612.25399.56266.78664.254-58.927.1216.04768.64680.67658.44377.90321.13680.67斜腹杆1-11-6.54-2.35-8.89-426.01-396.97-345.22-259.79-127.64-396.9711-24.892.177.06
7、338.32311.50277.91196.73110.94311.502-13-3.54-2.09-5.63-269.79-243.97-226.06-145.54-99.81-243.9713-32.061.893.95189.28165.93163.8488.7583.90165.933-15-0.86-1.83-2.69-128.90-106.30-118.28-43.82-73.91-118.2815-4-0.321.671.3564.6944.0668.39-1.9760.8068.39-1.974-171.441.63-0.19-9.1011.0313.3744.2750.275
8、0.2717-5-2.401.50-0.90-43.13-61.65-13.49-81.1141.89-81.11竖杆1-10-0.500-0.50-23.96-23.96-17.78-21.79-3.01-23.962-12-1.000-1.00-47.92-47.92-35.57-37.56-6.02-47.923-14-1.000-1.00-47.92-47.92-35.57-37.56-6.02-47.924-16-1.000-1.00-47.92-47.92-35.57-37.56-6.02-47.925-180.800.801.6076.6747.0347.0334.8634.85
9、47.03五、杆件截面设计1、上弦杆截面计算整个上弦杆采用同一截面，按最大内力计算N二-688.25kN （压力），查钢结构设计手册节点 板厚度选用12mm，支座节点板厚度选用14mm。计算长度屋架平面内取节间轴线长度l = 150.5cm0x屋架平面外根据支撑和内力变化取l = 2? 150.5301.0cm0y因为21= l ，故截面宜选用两个不等肢角钢，且短肢相并。如图1所示。0x0 yxxy图 1 上弦截面设九二60，查轴心受压构件的稳定系数表二0.807需要截面积N 68 8.25 103A = 3967mm2j f 0.807 215需要回转半径3016=5.03cm60l 150
10、8li = -ex = 2.51cm i = 0 y =x l60y l根据需要的A、 i、i ,查角钢型钢表，选用2I_ 160创100 10 , A = 50.6 c打，i = 2.85 cm ,xyxi 二 7.78cm。y按所选角钢进行验算1 = 1 汀=150.5 2.85= 53 , 1 = 1 ：:i = 301.0 7.78= 39x 0 x xy0 y y满足长细比：门=150的要求。由于/ /只需求出j . = j ,查轴心受压构件的稳定系数表，j =0.842x y min x xs = 162N / mm2 f = 215N / mm2j A 0.842 5060x所选
11、截面合适。2、下弦杆截面计算整个杆件采用同一截面，按最大内力计算， N=680.67kN （拉力计算长度屋架平面内取节间轴线长度l = 300cm0x屋架平面外根据支撑布置取l = 600cm0y计算需要净截面面积N 680.67 103A = 3166mm2n f 215h.78cm选用 21-160X100X10 （短肢相并），见图 2 所示，A =50.60 c , i 二 2.85 cm , ixy按所选角钢进行截面验算，取AA。nxy图 2 下弦截面l 300l = 0x = 105 l = 350i 2.85xl 600l = =77 l = 350i 7.78ys=680.67
12、1035060= 135N/mm2f=215N /mm2所选截面满足要求。3、斜杆截面计算 斜杆 1-11N = -396.97kN （压力）， l = l = l =251.6cm0x0y因为I二I ,故采用不等肢角钢，长肢相并，使i二i0x0yx y选用 2-140X90X10，见图 3 所示，A 二 44.6 c 打,i 二 2.56 cm , i 二 6.84cmxy图 3 斜杆 1-11 截面l 251.6l = 0x = 98 l = 150 属于 b 类截面x i 2.56xl 251.6l = 0y = 37 l 只需求出 jymin396.97 103j A 0.568 4460x所选截面合适。 斜杆 11-2N 二 311.50kN （拉力）,l计算需要净截面面积157 N / mm2 f = 215N / mm20x =0.8l 二 208.1cm,l0y 二l =260.1 cmN 311.50 103A = 1449mm2n f 215选用 21-63X8,见图 4 所示，A 二 19.02 c m2 , i 二xy* *1.90 cm ,i = 3.10 cmy12y图 4 斜杆 11-2 截面验算：l-0x =ixl 260.1=110 l = 350 l =亠=84 l = 3501.90
