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1、1设计计算资料梯形屋架跨度为30m,屋架间距6m,铰支于钢筋混凝土柱上，混凝土等 级为C30C40。厂房总长度为60m。屋面材料为长尺压型钢板，玻璃纤维保温层, 屋面坡度i=l/81/10，轧制H型钢檩条，屋架、支撑、保温层等为0.3KN/m2, 基本风压为0.5KN/m2,基本雪压0.55KN/m2,屋面均布活荷载为0.3KN/m2 （计 算负荷面积不超过60m2时，取0.5KN/m2）。2屋架形式及屋架几何尺寸的确定屋架计算跨度L=30000-2x150=29700mm，端部高度h=1985mm，屋架在 30000mm轴线处的端部高度h=2000mm，跨中高度h=3500m（为L/10），
2、屋架跨中 起拱按L /500考虑，取60mm。配合屋面板1500mm的宽度，为使屋架上弦只受节 点荷载，腹杆体系采用节间为3000m的人字形式，仅在跨中考虑到腹杆的适宜倾 角，可能采用再分式杆。3屋架及屋盖支撑的布置屋架形式及几何尺寸如图3-1所示:、1 50AriOCi3000.*1 FCiCiCi图3-1屋架几何尺寸屋架上、下弦横向水平支撑沿抗震缝分开的两部分的端柱间设置，当山墙采 用封闭结合及考虑构件统一化，亦可将房屋两端的横向水平支撑设置在第二柱 间。下弦纵向水平支撑根据具体情况可不设置，竖向支撑布置在横向水平支撑所 在柱间，沿屋架两端及屋脊处共设三道，系杆亦沿屋架两端及屋脊处通长设置
3、三 道。凡与支撑连接的屋架编号为GWJ2,其它编号为GWJ1。梯形钢屋架支撑布置如图3-2所示：1-14荷载与内力计算4.1荷载汇集配合屋面板1.5m的宽度为使屋架上弦只受节点荷载，腹杆体系采用节间为 3m的人字形式，仅在跨中考虑腹杆倾角，可能采用再分式杆。永久荷载标准值：长尺压型钢板标准值0.15KN/m2保温层标准值0.3KN/m2找平层标准值0.3KN/m2屋架和支撑自重标准值0.3KN/m2檩条标准值0.167KN/m2永久荷载标准总和为1.22KN/m2可变荷载标准值：雪荷载标准值0.55KN/m2风荷载标准值0.5KN/m2屋面均布活荷载标准值0.3KN/m2雪荷载屋面活荷载(取两
4、者较大值)0.55KN/m2积灰荷载，风荷载0.5KN/m2一般不予考虑。可变荷载标准值总和为0.55KN/m2永久荷载设计值 1.2x1.22 KN/m2=1.464KN/m?可变荷载设计值 1.4x0.55KN/m2=0.77KN/m24.2荷载组合设计屋架时应考虑以下三种组合：使用阶段组合一全跨永久荷载+全跨可变荷载屋架上弦荷载 F 二(1.464 + 0.77) x 1.5 x 6 二 20.106KN组合二全跨永久荷载+半跨可变荷载屋架上弦荷载 F 二 1.464x1.5 x 6 二 13.176KNF2 = 力 X 点 X 6 = S93 K施工阶段组合三 全跨屋架及支撑自重+半跨
5、屋面板自重+半跨屋面活荷载屋架上弦荷载 F = 0.36 x 1.5 x 6 = 3.24 KN3F4 = （0.18 + 0.3） x 1.5 x 6 = 4.32 KN4.3内力计算（不考虑起拱）屋架在上述三种荷载组合作用下的计算简图如下图所示由节点法和截面法解F=1的屋架各杆的内力系数（F=1作用于全跨、左半跨 和右半跨）。图4-1屋架计算简图先求出支座反力由力学方程得工 y = 0 F + F - 5 二 0Ay Gy工M = 0AF x 29.7 0.5 x 14.85 1 x 11.85 1 x 8.85 1 x 5.85 1 x 2.925 = 0Gy解得 F = 3.76 F
6、= 1.24AyGy4.3.1对截面1-1的计算0.5乙M = 0F = 0Aab工y = 0F sin 0+ 3.76 0.5 = 0F = 5.2Ab2Ab工x = 0F cos 0+ F = 0F = 4.1Ab2 ABAB4.3.2对a节点的受力分析工y = 0F = 0ab图4-3 b节点计算简图4.3.3对b节点的受力分析图4-4 b节点计算简图F/cos 0 + F cos 0 + FBb2 Ab2 bdFalF sin 0 + F sin 0 1 - FAb2bdBb0 = 01sin 0 = 02解方程得：F = 6.2F = 2.6bdBb4.3.4对d节点的受力分析dSF
7、de4.3.5对B节点的受力分析Bb2 dBBe3eF cos 0Be3+ F F cos0 F = 02 ABBCBb解方程得： F = 0.88 F = 6.78BeBC图4-7 e节点计算简图工 y = 0F sin 0+ Fsin 0- Fsin 0 + F sin 0 -1 =0ef1 de1 eC3 Be3工 x = 0F cos0+ Fcos0+ Fcos0 + F cos0 = 0ef1 de1 eC3 Be3解方程得： F = -6.44 F = -0.57efeC工y = 0工x = 0解方程得:Cg4 eC3 fCF cos0 + F cos 0 + F - F = 0C
8、g4 eC3 CD BCF = 1.84 F = 6.32CgCD4.3.9右跨各杆内力的计算计算右跨时先进彳丁零杆判断，F = 0、F = 0、F = 0。当两个FjEhDg力不在同一直线上时，两个力都为零，所以F = 0、F = 0。右跨其他杆内力 gikl计算同左跨，计算结果如下：F =-2.00、F = 1.57、F = 2.57、F =-4.06、 kGFGFkjkF = -4.06、F = -2.29、F = 5.24、F =-7.09KN、F = 1.88、F = -7.09、ijiFEFhiEihgF =-1.72、F = 6.32。gEDE经计算得表一，表一列出了各个杆件的内
9、力系数和杆件内力值，由表中 的三种组合可见：组合一，对杆件计算起主要控制作用；组合三可能引起中间几 根斜腹杆发生内力变号，在施工过程中，在屋架两侧对称均匀铺设面板则可避免 内力变号。表一杆件名称杆内力系数P=1全跨永 久荷载+ 全跨可 变荷载 N=PX 全跨永久荷载+半跨可 变荷载N= P. X 全+尸半X或全跨屋架和支撑自 重+半跨屋面板重 +半跨屋面活荷N= P全X+尸半X 或计算内力在左半跨在右半跨全跨上弦杆ab0000000bd-6.2-4.06-10.26-206.29-178.1560.03-206.29de-6.2-4.06-10.26-206.29-178.15-60.03-2
10、06.29ef-6.44-7.09-13.53-272.03-227.32-71.66-272.03fg-6.44-7.09-13.53-272.03-227.32-71.66-272.03下弦杆AB4.11.575.67114.00103.1236.08114.00BC6.785.2412.02241.67205.3668.23241.67CD6.3212.646.32127.07170.8768.26170.87斜腹杆Ab-5.2-2.0-7.2-144。 76-130.90-45.79-144.76Bb2.62.575.17103.9586.1427.98103.95Be-0.88-2.
11、29-3.17-63.74-57.64-14.07-63.74Ce-0.571.881.3126.3430.291.7826.34Cg0.79-1.72-0.93-18.70-24.170.40-18.70竖杆Aa0-0.5-0.5-10.05-10.05-3.7810.05Bd0-1-1-20.1-20.11-7.56-20.11Cf0-1-1-20.1-20.11-7.56-20.11gD0000000注：表内负值表示压力，正值表示拉。5杆件截面设计5.1上弦的计算整个上弦不改变截面，是受压杆件，按ef、fg杆件的最大设计内力设 计，即 N=-272.03KN。上弦杆计算长度，在屋架平面内
12、：为节间轴线长度，即l = l = 1.508m。ox o在屋架平面外：本屋架为有檩体系，并且认为大型屋面板只起到刚性系杆作 用，根据支撑布置和内力变化情况，取/为支撑点间的距离，即l二3.015mm oyoy根据屋架平面外上弦杆的计算长度，上弦截面的选用两个不等角钢短肢相 并，如下图所示：图5-1上弦杆截面腹杆最大内力N=-144.76，由单壁式桁架节点板厚度选用表查得，中间 节点板厚度选用6mm，支座节点厚度选用8mm。设2=60，查Q235刚的稳定系数变，可得申=0.807* N272.03 x 103需要截面积A =1567.9 mm2申.f 0.807 x 215需要回转半径i = ox = 1.508 = 25.1 mmx九60需要回转半径i =y 3015 50.25mm九60根据需要的A *, i,i查角钢型钢表，初选2L140X90X8,肢背间距a=6mm。yA=3607.8mm2, i =2.59cm, i =6.58cm。xy按所选角钢进行验算：几 x T H9 58.22 几=150xl九-oy y iy3015硫-恋82 X =150由于九九，只需求出申-申查轴心稳定系数表申=0.820yminxx272.03 x10392.00N / mm2
