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1、梯形钢屋架课程设计-、设计资料(1) 题号80,屋面坡度1: 16,跨度30m,长度96m,柱距6m,地点：,基本风压：0.45kN/m2,基本雪压：0.45 kN/m2(2) 采用1.5m x 6m预应力混凝土大型屋面板，80mm厚泡沫混凝土保护层， 卷材屋面，屋面坡度i=1/16。屋面活荷载标准值0.7kPa,雪荷载标准值为0.45 kN/m2，积灰荷载标准值为0.6 kN/m2。(3) 混凝土采用C20,钢筋采用Q235B级，焊条采用E43型。(4) 屋架计算跨度：i=30m-2X 0.15m=29.7m(5) 跨中及端部高度：采用无檩体系屋盖方案，缓坡梯形屋架。取屋架在29.7m轴线处
2、的高度h。1.972m取屋架在30m轴线处的端部高度h。1.963m129 7屋架的中间高度h h) ilo/2 1.9722.900m16 2屋架跨中起拱按lg /500考虑，取60mm。二、结构形式与布置屋架形式及几何尺寸如下图:/g285030D0.00已pHA加込詩咲理梯形钢屋架支撑布置如下图:XXXXyk. phXXnirCiKRrm30咅闻 T T .J0导.詈 J* ctw r r rw松架上靈支撐*瓷国00006 OTTO6000ECJ00X76000桁架下弦支撑布置图垂直支撐1T垂直支撑271、荷载计算屋面荷载与雪荷载不会同时出现，计算时取较大值进行计算，故取屋面活荷载0.7
3、 kN/m2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 g k （0.12 0.0111 ）kN /m2 计算，跨度单位为米（m）。荷载计算表如下：荷载名称标准值（kN/m 2）设计值（kN/m 2）预应力混凝土大型屋面板1.41.4 X 1.35=1.89三毡四油防水层0.40.4 X 1.35=0.54找平层（厚20mm）0.2 X 20=0.40.4 X 1.35=0.5480厚泡沫混凝土保护层0.08 X 6=0.480.48 X 1.35=0.648屋架和支撑自重0.12+0.011 X 030=0.450.45 X 1.35=0.608官道何载0.10.1 X 1
4、.35=0.135永久何载总和3.234.361屋面活荷载0.70.7 X 1.4=0.98积灰何载0.60.6 X 1.4=0.84可变何载总和0.31.82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：F （4.3611.82） 1.5 655.629kN（2）全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨节点永久荷载：F14.361 1.5 6 39.249kN半跨节点可变荷载：F2 1.82 1.5 6 16.38kN（3） 全跨屋架（包括支撑）自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载全跨节点屋架自重：F30.608 1.5 65.47kN半跨接点屋面板自重及活荷载：F4（1.89
5、0.98） 1.5 6 25.83kN（1）、（2）为使用节点荷载情况，（3）为施工阶段荷载情况。4、力计算屋架在上述三种荷载组合作用下的计算简图如下FjF?/2FtFtFtFtA5Ff斥ft fl!Fli Fd0e由数解法解得F=1时的屋架各杆件的力系数(F=1作用于全跨 左半跨和右半跨).然后进行组合，如下表：杆件名称力系数(F=1)第一种 组合FX第二种组合第三种组合计算杆 件力(kN)全跨左半 跨右半 跨F1X +F2X F1X + F2XF3X + F4XF3X + F4X上 弦AB000000000BGCD-11.94-8.98-3.42-6664.21-615.73-527.93
6、-297.27-158.82-664.21DE、EF-19.97-14.39-6.83-1110.91-1019.51-895.68-480.93-285.65-1110.91FGGH-24.43-16.61-9.57-1359.02-1230.92-1115.61-562.67-380.83-1359.02HI-26.05-16.31-11.92-1449.14-1289.59-1217.69-563.78-450.39-1449.14IJ、JK-26.55-16.76-12.00-1476.95-1316.59-1238.62-578.14-455.19-1476.95下 弦ab6.564
7、.951.95364.93338.55289.41163.7486.25364.93be16.4412.065.34914.54842.80732.72401.44227.86914.54cd22.5815.788.301256.101144.721022.20531.11337.901256.10de25.5516.6910.831421.321276.191180.21570.86419.501421.32ef25.4013.9514.021412.981225.431226.57499.27507.071414.98斜 腹 杆aB-11.55-8.85-3.31-642.51-598.2
8、9-507.54-291.77-148.68-642.51Bb9.436.953.04524.58483.96419.91231.10130.11524.58bD-8.12-5.67-3.01-451.71-411.58-368.01-190.87-122.16-451.71De6.324.062.76351.58314.56293.26139.44105.86351.58eF-5.00-2.80-2.70-278.15-242.11-240.47-99.67-97.09-278.15Fd3.501.462.50194.70161.29178.3256.8683.72194.70dH-2.27
9、-0.27-2.45-126.28-93.52-129.23-19.39-75.70-126.28He1.00-0.862.2855.6325.1676.60-16.7464.3676.60-16.74eg0.883.17-2.8148.9586.46-11.4986.69-67.7786.69-67.77gK1.633.92-2.8090.68128.1918.11110.17-63.41128.19-63.41gI0.680.610.0937.8336.6828.1619.486.0437.83Aa-0.5-0.50-27.81-27.81-19.62-15.65-2.74-27.81竖
10、杆CbEc-1-10-55.63-55.63-39.25-31.30-5.47-55.63Gd-1-10-55.63-55.63-39.25-31.30-5.47-55.63Jg-1-10-55.63-55.63-39.25-31.30-5.47-55.63Ie-1.47-1.430-81.77-81.12-57.70-44.98-8.04-81.77Kf0000000005、杆件设计(1)上弦杆整个上弦采用等截面，按 J、JK杆件的最大设计力设计，即N= -1476.95kN上弦杆计算长度：屋架平面：为节间轴线长度，即lox 101.503m屋架平面外：由于屋架为无檩体系，并且认为大型屋面板
11、只起到刚性系杆作用,根据支持布置和力变化情况，取l0y为支撑点间的距离，即loy=3m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，如图：腹杆最大力N= -642.51kN，查表得中间节点板厚度选用12mm，支座节点板厚度选用14mm。设入=60,查Q235钢的稳定系数表，得0.807 (由双角钢组成的T形和十字形截面均属b类)，则需要的截面积为38512.4mm1476.95 100.807 215需要的回转半径:咗 im 25.05mmloy 36050 mm根据需要A、ix、iy查角钢表，选用2L 180X110X16，肢背间距a=12mm,则：A=8827.8
12、mm2 , ix=30.6mm, iy=88.4mm验算：loxxix150349.1230.6loyyly300033.9488.4由于=150,所以满足细长比要求。因为y x，只需求y，查表得y =0.861，则N1449J4 103 MPa0.861 8827.8190.7MPa215MPa故所选截面符合要求。（2）下弦杆整个下弦杆采用同一截面，按最大力所在的杆计算N=1421.32kN29700lox 3000m,loy 2970014850mm（因跨中有通长系杆），所需截面为:2A N空僭 f 21526610.8mm66.11cm2选用2L 180X 110X 12,因lylox,故用不等肢角钢，短肢相并，如下图A 67.42cm2266.11cm ,ix 3.10cm,i110x 30096.77350ix 3.1010y 1485y169.7350yiy 8.75故所选截面符合要求。y 8.75cm端斜杆aB杆件轴力:N
