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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駅乱*301。”那 0*:WQ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 0XXXX1XXX xxxx三、荷载计算1、 荷载1500N/m2 =1.5 KN/m2(120+11x24) =0.384 KN/m2380N/m2
2、=0.38 KN/m2400N/m2 =0.40 KN/m2永久荷载 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970N/m2 =0.97 KN/m2支撑自重80N/m2 =0.08 KN/m2小计工3.714 KN/m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：1.2x3.714=4.457kN/m2可变荷载设计值： 1.4x0.7=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
3、上弦节点荷载： P=(4.457+0.98) x1.5x6=48.93kN( 2) 全跨永久荷载+半跨可变荷载屋架上弦节点荷载： P=4.457x1.5x6=40.11kNP=0.98x1.5x6=8.82kN( 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=1.2xu65288X0.384+0.08) x1.5x6=5.01kN3xu65288X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=25.02kN以4 上 1)，2)为使用阶段荷载组合;3)为施工阶段荷载组合。四、内力计算按力
4、学求解器计算杆件内力，然后乘以实际的节点荷载，屋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(正、负最大值)作为屋架的依 据。具体计算见图屋架各杆内力组合见表。全跨何载内力图右半跨荷载布置图右半跨荷载内力图(20左半跨荷载内力图内力计算表 表 1杆件名称杆内力系全跨永久 何载+全跨全跨永久荷载+半跨可变何载P=40.11kN1P =8.82kN2N左=P1x+P2x全跨屋架支
5、撑+半跨 屋面板+半跨可变荷 载P=5.01kN3P =25.02kN4N左=P3x+P4x N右=P3x+P4x计算内力KN数在左 半跨P=1在右全跨半跨可变何载P=48.93kNN-P* N右=P1x+P2x10-110000000上11-13-6.35-2.51-8.86-424.57-393.55-346.13-253.62-132.50-393.55弦13-15-9.35-4.65-14.00-670.88-613.42-555.38-379.18-230.94-613.42杆15-17-9.62-6.39-16.01-767.20-688.25-648.36-399.80-297.
6、92-688.2517-18-7.84-7.84-15.68-751.39-654.53-654.53-341.67-341.67-654.53下 弦 杆1-23.511.254.76228.10212.65184.74139.3668.08212.652-38.223.6211.84567.37522.64465.83330.54185.45522.643-49.755.5415.29732.70664.25612.25399.56266.78664.254-58.927.1216.04768.64680.67658.44377.90321.13680.671-11-6.54-2.35-8.
7、89-426.01-396.97-345.22-259.79-127.64-396.9711-24.892.177.06338.32311.50277.91196.73110.94311.502-13-3.54-2.09-5.63-269.79-243.97-226.06-145.54-99.81-243.97斜13-32.061.893.95189.28165.93163.8488.7583.90165.93腹3-15-0.86-1.83-2.69-12 8.90-106.30-118.28-43.82-73.91-118.28杆44 0668 391 9760 8068.391.6/135
8、64.6丿-1.974-171.441.63-0.19-9.1011.0313.3744.2750.2750.2717-5-2.401.50-0.90-43.13-61.65-13.49-81.1141.89-81.111-10-0.500-0.50-23.96-23.96-17.78-21.79-3.01-23.96竖2-12-1.000-1.00-47.92-47.92-35.57-37.56-6.02-47.92杆3-14-1.000-1.00-47.92-47.92-35.57-37.56-6.02-47.924-16-1.000-1.00-47.92-47.92-35.57-37.5
9、6-6.02-47.925-18 0.80 0.80 1.60 76.67 47.03 47.03 34.86 34.85 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 = -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1=2150.5 301-0cm因为21 =1，故截面宜选用两个不等肢角钢，且短肢相并。如图1所示。0x 0yPDF 文件使用pdfFactory Pro试用版本创建_xxy图 1 上弦截面NHf设
10、 & 60，查轴心受压构件的稳定系数表口= 0.807需要截面积-3688.25 = 3967mm 2 100.807215需要回转半径i =1 = 15080xx 九 602.51cmil0 =3016=0 y =久605.03cm根据需要的A、i、i，查角钢型钢表，选用2L16010010 , A = 50.6 c mx y= 7.78cm。 按所选角钢进行验算i = 2.85cm , ixy150.5 2.8553 ,九 l 301.0 7.7839y 0y y满足长细比：九=150的要求。由于心九只需求出H =H，查轴心受压构件的稳定系数表，H= 0.842x yminxxN= HA=
11、3688.25 =162 /=215N/mm2210N mm f0.842 5060所选截面合适。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 x=300cm0x屋架平面外根据支撑布置取l y=600cm0y计算需要净截面面积N-3A =680.67 =3166mm2n f10i =7.78cmy选用 21160x100x10 （短肢相并），见图 2 所示，A =50.60 c , i = 2.85 cm ,x 按所选角钢进行截面验算，取 A A 。nl 300x=2.8r=y图 2下弦截面l600x=105 九350680.67103135 /o=2N mm7.7 =77 九350215 N / mm 25060所选截面满足要求3、斜杆截面计算 斜杆 1-11N = -396.97kN 因为 选用（压力），l = l = l =251.6 cm 0x （V lx=ly,故采用不等肢角钢，长月（）x “一2L140x90x10，见图 3xx所示，A = 44.6 cx2=丄y,i = 2.56 cm , i = 6.84cmy图 3 斜杆 1-11 截面九=xx=yy0=iy= 属于b类截面1. 98 九15062.56= 属于 b 类截面37 九150251.66.84满足长细比：九=150的要求
