跨度 24m梯形钢屋架设计
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24m 钢结构开 始 设 计
1、设计资料
1）某厂房跨度为24m ，总长90m ，柱距6m ，屋架下弦标高为18m 。 2）屋架铰支于钢筋混凝土柱顶，上45柱截面400×400，混凝土强度等级为C30。
3）屋面采用×6m 的预应力钢筋混凝土大型屋面板。（屋面板不考虑作为支撑用）。
4）该车间所属地区为北京市 5）采用梯形钢屋架
考虑静载：①预应力钢筋混凝土屋面板（包括嵌缝）、②二毡三油加绿豆沙、③找平层2cm 厚、④ 支撑重量
考虑活载：活载（雪荷载）积灰荷载 6）钢材选用Q345钢，焊条为E50型。
2、屋架形式和几何尺寸
屋面材料为大型屋面板，故采用无檩体系平破梯形屋架。屋面坡度 i=（3040－1990）/10500=1/10；
屋架计算跨度L 0＝24000－300＝23700mm ；
端部高度取H=1990mm ，中部高度取H=3190mm （约1/7。4）。屋架几何尺寸如图1所示：
1拱50
图1：24米跨屋架几何尺寸
3、支撑布置
由于房屋长度有90米，故在房屋两端及中间设置上、下横向水平支撑和屋架两端及跨中三处设置垂直支撑。其他屋架则在垂直支撑处分别于上、下弦设置三道系杆，其中屋脊和两支座处为刚性系杆，其余三道为柔性系杆。（如图2所示）
上弦平面支撑布置
屋架和下弦平面支撑布置
垂直支撑布置
4、屋架节点荷载
屋面坡度较小，故对所有荷载均按水平投影面计算：
计算屋架时考虑下列三种荷载组合情况
1) 满载（全跨静荷载加全跨活荷载）
节点荷载
①由可变荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γG＝，屋面活荷载γQ1＝，屋面
集灰荷载γQ2＝，ψ2＝，则节点荷载设计值为
F＝（×+×+××）××6＝
②由永久荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γG＝，屋面活荷载γQ1＝、ψ1
＝，屋面集灰荷载γQ2＝，ψ2＝，则节点荷载设计值为
F＝（×+××+××）××60＝kN
2) 全跨静荷载和（左）半跨活荷
①由可变荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γG＝，屋面活荷载γQ1＝，屋面
集灰荷载γQ2＝，ψ2＝
全垮节点永久荷载
F1=（×）××6＝
半垮节点可变荷载
F2＝（×+××）××6＝
②由永久荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γG＝，屋面活荷载γQ1＝、ψ1
＝，屋面集灰荷载γQ2＝，ψ2＝
全垮节点永久荷载
F1=（×）××6＝kN
半垮节点可变荷载
F2＝（××+××）××6＝
故应取P＝
3) 全跨屋架和支撑自重、（左）半跨屋面板荷载、（左）半跨活荷载+集灰荷载
①由可变荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γG＝，屋面活荷载γQ1＝，屋面
集灰荷载γQ2＝，ψ2＝
全跨屋架和支撑自重
F3=×××6＝
半跨屋面板自重及半跨活荷载
F4＝（×+×）××6＝
②由永久荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γG＝，屋面活荷载γQ1＝、ψ1
＝，屋面集灰荷载γQ2＝，ψ2＝
全跨屋架和支撑自重
F3＝×××6＝
半跨屋面板自重及半跨活荷载
F4＝（×+××）××6＝
5﹑屋架杆件内力计算
见附表1
6﹑选择杆件截面
=,查表，选中间节点板厚度为8mm，支座节点板厚度按腹杆最大内力N
ab
10mm。
1）上弦杆
整个上弦杆采用等截面，按最大内力N FH =计算 在屋架平面内：为节间轴线长度，即 l ox =l 。=, l oy = ϕ＝ A req ＝N/ϕf ＝711010/×310×100)=2
假定λ＝70
i xreq =l ox /λ＝70＝
i yreq ＝l oy /λ＝70＝
由附表9选2
125×80×10，短肢相并，如下图所示，
A ＝2×＝ cm 2 、i x =、i y =
截面验算：x λ＝l ox / i x ＝=<［λ］＝150(满足) y λ＝l oy / i y ==<［λ］＝150(满足)
双角钢T 形截面绕对称轴（y 轴）应按弯扭屈曲计算长细比yz λ b 1/t==> l oy / b 1=×=,则：
yz λ＝ *b 1/t （1+ l 2
oy 2t / b 12）=×14（1+2×2×4）=〈x λ
故由m ax λ＝x λ＝查附表得ϕ＝
由N/ϕA=×1000/××100)＝ 2mm 故上弦杆采用2 125×80×10截面形式 2） 下弦杆 整个下弦杆采用等截面，按最大内力N gi =计算 l ox ＝300cm l oy =2370/2=1185cm, A nreq =N/f=×1000/(310×100)= cm 2 由附表9选2 125×80×7短肢相并 A ＝2×＝ cm 2，i x ＝ ，i y ＝ n A /N ＝σ=×103/×102)= 2mm < f(满足) x λ＝l ox / i x ＝300/=<［λ］＝350(满足) y λ＝l oy / i y =1185/=<［λ］＝350(满足) 故下弦杆采用2 125×80×7短肢相并 3）腹杆 ①、aB 杆 N aB ＝－，l oy = l ox ＝l= 选用2 110×70×8长肢相并 查附表9得： A ＝2×= cm 2, i x ＝ ，i y ＝ x λ＝l ox / i x ＝=<［λ］＝150(满足) y λ＝l oy / i y ==<［λ］＝150(满足) 因为b 2/t=7/=< l oy / b 2=*7= 按式yz λ＝y λ［1＋（ b 42）/（l 2 oy 2t ）]