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1、.三角形角钢屋架设计1、设计资料屋架跨度27m，屋架间距6m，屋面坡度1/2.5，屋面材料为压型钢板。薄壁卷边Z形钢檩条，檩条斜距为0.799m，钢材采用Q235-B，焊条采用E43型。钢屋架简支于钢筋混凝土柱上，柱的混凝土等级为C30，柱截面尺寸为400mm400mm,其中略去檩条设计，不考虑抗震设防2、屋架形式、几何尺寸及支撑布置屋架形式、几何尺寸及支撑布置如图7-35所示，上弦节间长度为三个檩距，有节间荷载。上弦横向水平支撑设置在房屋两端及伸缩缝处的第一开间，并在相应开间屋架跨中设置垂直支撑，在其余开间屋架下弦跨中设置一道通长的水平系杆。上弦横向水平支撑在交叉点处与檩条相连。为此，上弦杆
2、在屋架平面外的计算长度等于其节间几何长度；下弦杆在屋架平面外的计算长度为屋架跨度的一半。图7-35屋架形式、几何尺寸及支撑布置3、荷载对水平投影面1恒载标准值压型钢板0.35kN/m2檩条 0.05kN/m2屋架及支撑 0.417kN/m2 合计0.817kN/m22活荷载0.5625kN/m2因屋架受荷水平投影面积超过60m2，故屋面均布活荷载可取为水平投影面0.5625kN/m2。3风荷载：风荷载高度体型变化系数为1.14。屋面迎风面的体型系数为s=-0.6+21.8-15/(30-15) 0.6=-0.33, 背风面s=-0.5。基本风压0.55 kN/m2，对高度小于30m的厂房，风振
3、系数为1.0所以负风压的设计值垂直于屋面为背风面=1.41.01.140.550.5=0.439 kN/m2迎风面=1.41.01.140.550.33=0.29 kN/m2和垂直于水平面的分力未超过荷载分项系数取1.0时的永久荷载，故将拉杆的长细比依然控制在350以。4荷载组合恒载+活荷载恒载+半跨活荷载5上弦的集中荷载及节点荷载，见图7-36、7-37及表7-6。图7-36上弦集中荷载图7-37上弦节点荷载表7-6上弦集中荷载及节点荷载表荷载形式荷载分类集中荷载设计值P/kN节点荷载设计值P=2P/kN备注恒载 4.36413.092kN活荷载3.50510.515kN恒载+活荷载7.86
4、923.607kN4、力计算1力及力组合见表7-7。表7-7屋架杆件力组合表杆件名称杆件编号恒载及活荷载半跨活荷载力组合kN力系数恒载力kN活荷载力kN力系数半跨活载力kN恒载+活荷载恒载+半跨活荷载2.00 3.00 45.00 2+32+5上弦杆1-14.81-193.89 -155.73 -10.764-113.18 -349.62 -307.08 2-13.66-178.84 -143.63 -9.631-101.27 -322.47 -280.11 3-14.07-184.20 -147.95 -10.033-105.50 -332.15 -289.70 4-13.7-179.36
5、-144.06 -9.662-101.60 -323.42 -280.96 5-12.55-164.30 -131.96 -8.516-89.55 -296.27 -253.85 6-12.95-169.54 -136.17 -8.919-93.78 -305.71 -263.32 下弦杆713.75180.02 144.58 10105.15 324.60 285.17 811.25147.29 118.29 7.578.86 265.58 226.15 97.598.19 78.86 3.7539.43 177.05 137.62 斜腹杆10-1.21-15.84 -12.72 -1.20
6、9-12.71 -28.56 -28.55 11-2.79-36.53 -29.34 -2.787-29.31 -65.86 -65.83 122.532.73 26.29 2.526.29 59.02 59.02 133.7549.10 39.43 3.7539.43 88.53 88.53 146.2581.83 65.72 6.2565.72 147.54 147.54 竖腹杆1500.00 0.00 00.00 0.00 0.00 注：力系数由?建筑结构静力计算手册?查得，力为相应的节点荷载P或W乘以力系数；屋架下弦杆及受拉腹杆在恒载及风荷载组合作用下，未出现力变号，故为恒载+活荷载控
7、制。2上弦杆弯矩计算端节间跨中正弯矩：kN.m中间节间跨中正弯矩和中间节点负弯矩：kN.m5、杆件截面选择1上弦杆整个上弦不改变截面，按最大力计算。杆1力N=-349.62kN，M1x=3.5kN.m，M2x=2.63kN.m。选用210010，A=38.52cm2，W1x=126.58cm3，W2x=50.12cm3，ix=3.05cm，iy=4.52cm。长细比kN塑性系数x1=1.05，x2=1.2a、弯矩作用平面的稳定性此端节间弦杆相当于规中两端支承的杆件，其上作用有端弯矩和横向荷载并为异号曲率的情况，故取等效弯矩系数mx=0.85用跨中最大正弯矩Mx1=1.49kN.m验算，代入公式
8、得：对于这种组合T形截面压弯杆，在弯矩的效应较大时，可能在较小的翼缘一侧因受拉塑性区的发展而导致构件失稳，补充验算见下式：显然另一侧不控制构件平面的失稳。故平面的稳定性得以保证。b、弯矩作用平面外的稳定性由于y=53120，所以梁的整体稳定系数可由下式计算：等效弯矩系数tx=0.85用跨中最大正弯矩Mx1=3.5kN.m验算，代入公式得：根据支撑布置情况，可知上弦节点处均有侧向支承以保证其不发生平面外失稳。因此，可不必验算节点处的平面外稳定，只需验算其强度。c、强度验算上弦杆节点“2处见图7-39的弯矩较大，且W2x又比较小，因此截面上无翼缘一边的强度，按下式验算An= A：2下弦杆下弦也不改
9、变截面，按最大力计算。杆7的轴心力Nmax=324.60kN。选用2908，A=27.88cm2，ix=2.76cm，iy=4.09cm。长细比强度验算N/mm2f=3腹杆中间竖腹杆mg对于中间竖腹杆，N=0，=534对连接垂直支撑的桁架，采用2504组成十字形截面，单个角钢504，=0.99cm=0.9=0.9534=480.6cm可满足要求。主斜腹杆jk、kg主斜腹杆jk、kg两杆采用相同截面，lox=387.2cm，loy=774.4cm，力设计值 N=147.54kN所需净截面面积选用2504，T形截面A=23.9=7.8cm26.8 cm2ix=1.54cm1.11cm， iy=2.
10、282.22cm 可以使用腹杆dj Ndj=-65.86kN，lox=0.8 =0.8287.6=230.08cm，loy= =287.6cm选用564，A=4.39cm2,ix=1.73cm，iy=2.52cm刚度验算：按b类截面查表得 N/mm2f=可满足要求。腹杆bh、ch、ek、fk4根杆均为压杆，受力及长度均有小于dj杆，故可按dj杆选用564，只不采用填板。腹杆hd、dk两者均为拉杆。N=59.02kN,l=387.2cm。仍选用504，A=3.9cm2验算如下： N/mm2f=x=lox / ix=0.8387.2/1.54=201.1350可满足要求。填板设置与尺寸选择双角钢杆
11、件的填板设置与尺寸选择如表2表2 填板设置与尺寸选择杆件名称杆件截面节间杆件几何长度mm)i(mm)40i(压杆或80i拉杆(mm)实际填板间距(mm)每一节间填板数量(块)填板尺寸bth(mm)上弦杆2100102396.445.2362778160670下弦杆ah、hj2908387240.913841229160676jm560613112腹杆mg250453409.9792658560680jk、kg250438729.972011535406506、节点设计节点编号见图7-39。1一般杆件连接焊接设焊缝厚度hf=4mm，焊缝长度可由公式计算列于表7-9。表7-9屋架杆件连接焊缝表杆件
12、名称杆件编号杆件力kN肢背焊缝肢尖焊缝备注lwmmhfmmlwmmhfmm下弦杆7324.61506706焊缝长度已考虑施焊时起弧或落弧的影响；杆件10的焊缝，已按规规定考虑了焊缝强度折减系数0.85腹杆10-28.5645645611-65.864564561259.024564561388.5350645614147.54756456三角形屋架施工图见图7-44和图7-45。图7-44屋架施工详图1材料表重量kg合计587606共计259.0118.64.04.429.610.04.64.232.813.64.012.04.410.82.87.25.46.42.64.84.71.83.04.42.928.01.2587.2180.9每个64.759.32.02.23.72.52.32.18.26.82.06.01.15.40.70.92.73.21.32.44.71.83.00.20.11.00.3127同JW 18-0.75-21.50.9数量反2正42228422222242482222111
