18米梯形屋架计算书

-1.850 -1.850 -3.357 -3.357
-149.603 -149.603 -216.264 -216.264
-127.458 -127.458 -176.080 -176.080
-97.282 -97.282 -148.801 -148.801
-111.474 -111.474 -147.076 -147.076
-135.437 95.039 -63.136 29.219 -0.972 -25.115 -12.024 -24.048 -24.048 14.667
-99.455 76.162 -59.042 38.843 -23.955 8.425 -6.039 -12.078 -12.078 14.667
-120.334 81.379 -50.003 17.607 10.303 -35.224 -12.024 -24.048 -24.048 11.159
18 种适合办公室摆放的植物
土木工程学院钢结构基本原理 课程设计计算书
学 院： 专业班级： 姓 名： 学 号： 指导老师： 设计题目：焊接梯形钢屋架设计
页脚内容1
18 种适合办公室摆放的植物
第一节 设计资料
荷载标准值与跨度的取值
学号
屋面材料自重 基本雪压
积灰荷载
1201130304
A4 0.80kN/m2
的部位 E-F-G 节间选用，最大内力为：N max =-218.885kN 上弦杆计算长度计算如下: 在屋架平面内：为节间轴线长度，即：
在屋架平面外：屋架平面外根据支撑，考虑到大型屋面能起到一定的支撑 作用，取上弦横向水平支撑的节间长度：
B4 0.55 kN/m2
C4 0.40 kN/m2
跨度 L1
18 m
1.某单层单跨工业厂房，跨度 L1=18m,长度 102 m。
2.厂房柱距 6 m，钢筋混凝土柱，混凝土强度等级 C20，上柱截面尺寸 400 400，
钢屋架支承在柱顶。
3.吊车一台 150 T，一台 30 T，吊车平台标高+12.000 m。
83.447 191.470 223.141
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aB Bc 斜 cD 腹 De 杆 eF Fg Aa 竖 Cc 腹 Ee 杆 Gg
-6.502 4.739 -3.382 1.884 -0.690 -0.462 -0.500 -1.000 -1.000 0.812
-4.754 3.158 -1.862 0.540 0.615 -1.632 -0.500 -1.000 -1.000 0.406
a 150 1350
c
e
g
图 4 18 米跨屋架几何尺寸
2.1 荷载计算
由于积雪时人不可能大量拥上屋面等原因，对屋面均布可变荷载和雪荷载，
不应同时考虑，应只取其较大者。所以，这里相比取雪荷载标准值 0.55kN/m2
进行计算。
屋面积灰荷载也是一种可变荷载，可与屋面均布可变荷载和雪荷载中的较
大值同时考虑。所以，这里屋面积灰荷载和雪荷载同时考虑。
-58.380 48.877 -42.955 34.177 -29.268 22.525 -1.719 -3.438 -3.438 11.159
-156.360 113.963 -81.330 45.306 -29.268 -35.224 -12.024 -24.048 -24.048 19.527
7 钢屋架的制造、运输荷安装条件：在金属结构厂制造，运往工地安装，最大 运输长度 16 m，运输高度 3.85 m，工地有足够的起重安装条件。
第二节 设计计算 一 屋架支撑系统的设置
屋架的支撑系统包含四类：横向支撑、纵向支撑、垂直支撑和系杆。在本 设计中，屋架支撑系统设计如下： 1.1 厂房柱距 6m,屋架间距取为 6 米。 1.2 在房屋两端第一个柱间各设置一道上弦平面横向支撑和下弦平面横向支撑 房屋长度较大，为 102m，其两端横向支撑间距超过了 60m，为增加屋盖的刚性， 在长度方向正中间的柱间加设一道横向支撑。 1.3 房屋是厂房，且厂房内有吊车，高度较高，对房屋整体刚度的要求较高，设 置纵向支撑，对梯形屋架，纵向支撑设置在屋架的下弦平面。
a
c
e
g
e '
c '
a '
图 5.2 荷载组合屋架受力图
第三种荷载组合的设计值比第一、第二荷载组合都要小，所以不起控制作用。
2.3 内力计算 各种荷载组合下，屋架杆件内力计算，计算 P=1 分别作用在左右跨、全跨
时个杆件产生的内力，得到单位节点荷载作用下各杆的内力系数，其他荷载组 合可按下表进行杆件内力的计算，只有当左右半跨内力系数的正负号不同时， 第二种荷载组合才可能起控制作用。根据电算所得各荷载组合下杆件内力系数， 即可求得其对应控制内力，结果见下表：
-1.748 1.581 -1.520 1.344 -1.305 1.170 0.000 0.000 0.000 0.406
18 种适合办公室摆放的植物
-156.360 113.963 -81.330 45.306 -16.593 -11.110 -12.024 -24.048 -24.048 19.527
P3×①+P4× ② kN
P3×①+P4× ③ kN
内力计 算
kN
AB 0.000 0.000 0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
BC 上
CD 弦 杆 DE
EF
-6.221 -6.221 -8.993 -8.993
-4.371 -4.371 -5.636 -5.636
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1.4 在屋架中和两端各布置一道垂直支撑。垂直支撑的形式根据高度与柱距的比 值确定。在此屋架结构中，h/l=2890/6000=0.482，故取如下图 2 垂直支撑形式 （下图用于 h/l=0.4～0.6 时）：
图 2 垂直支撑的形式 1.5 在屋架上弦平面，屋架跨中和两端各布置一道通长的刚性系杆，其他结点 设通长的柔性系杆；下弦平面，仅在跨中和两端布置通长的柔性系杆。 屋架支撑系统设置如图 3 所示。
-59.516 -59.516 -100.106 -100.106
-149.603 -149.603 -216.264 -216.264
FG -9.102 -4.551 -4.551
下 ac 弦 ce 杆 eg
3.470 7.962 9.279
2.537 5.325 5.312
0.933 2.637 3.967
荷载计算见下表
荷载名称
标准值（kN/m2） 设计值(kN/m2) 备注
屋面材料自重
0.80
0.96
永久荷载
永久荷载 屋架及支撑自重 0.12+0.011L=0.318
0.382
分项系数
永久荷载总和
1.118
1.342
为 1.2
雪荷载
0.55
0.77
可变荷载
可变荷载
积灰荷载
0.40
0.56
分项系数
可变荷载总和
sc—屋架上弦横向水平支撑 zc—屋架下弦纵向水平支撑 LG—系杆
图3 xc—屋架下弦横向水平支撑
cc—垂直支撑
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二 杆件内力计算
屋架所有杆件的尺寸如下图 4 所示：
1990 2290 2590 2890
1A5250307.5B21651307.C515280647D.521865407.515301274 .5F13152407.G 5
<3>全跨屋架及支撑自重+半跨屋面材料自重+半跨可变荷载（如图 5.2） 全跨屋架及支撑自重： P3=0.382×1.5×6=3.438kN 半跨屋面材料自重+半跨可变荷载: P4=（0.96+1.33）×1.5×6=20.61kN
其中分别计算出作用于屋架上弦的结点荷载设计值，即： F 恒=G×a×s=1.342×1.5×6=12.078kN F`恒=g×a×s=0.382×1.5×6=3.438 kN F 活=p×a×s=1.33×1.5×6=11.97 kN F`活=p`×a×s=(0.96+1.33) ×1.5×6=20.61 kN 其中： a ——节间长度 b ——屋架长度 G ——永久荷载总重 p ——可变荷载总重 g ——屋架、支撑自重 p＇——屋面板重+可变荷载总重
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1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
0.5
0A.-60.50020+4.-7B639.221C-3.382
-1.0
-1.0
DE
+1.-8884.993 -0.690
FG
+ 0.812
-0.-4692.102
-9.102
-0.462
+3.470
+7.962
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三 杆件截面设计
3.1 节点板厚选择 支座斜杆最大内力设计值 N=-156.360kN，查《钢结构原理与设计》课本表
9.1 可知：选取中间节点板厚 t=6mm，支座结点板厚 t=8mm
3.2 上弦杆（压弯构件） 整个上弦杆采用同一截面，免去不同截面杆件间的拼接。截面按受力最大
页脚Baidu Nhomakorabea容2
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1A5250307.5B21651307.C515280647D.521865407.515301274 .5F13152407.G 5
a 150 1350
c
e
g
1990 2290 2590 2890
图 1 18 米跨屋架几何尺寸 6 角钢、钢板各种规格齐全（均采用 Q345 钢）；有各种类型焊条和 C 级螺栓可 供选用。
1 . 0 1 . 0 1 . 0 1 . 0
DE - 5 . 6 3 6
F G F ' - 4 . 5 5 1
0.00
E ' D' - 3 . 3 5 7
0.00
C - 1 ' . 8 5 0 B ' 0 . 0 0A '
+2 . 5 3 7 +5 . 3 2 5 +5 . 3 1 2 +3 . 9 6 7 +2 . 6 3 7 +0 . 9 3 3
0.95
1.33
为 1.4
2.2 荷载组合 按三种情况进行组合：分别需要考虑满跨荷载、左半跨和右半跨两种受荷情况 和考察腹杆中是否有内力变号的可能性。
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荷载组合情况如下： <1>全跨永久荷载+全跨可变荷载（如图 5.1）： P=F 恒+F 活=（1.342+1.33）×1.5×6=24.048kN <2>全跨永久荷载+半跨可变荷载（如图 5.2）： 全跨永久荷载： P1= F 恒=1.342×1.5×6=12.078kN 半跨可变荷载： P2= F 活=1.33×1.5×6=11.97kN
z 1.0 ,
基本风压：0.4 kN/m2
风荷载标准值：k sz0 -0.6 1.0 1.0 0.4 0.24kN / m 2
5.屋架计算跨度，几何尺寸及屋面坡度见图 1。
（1）屋架计算跨度：l0=18-2×0.15=17.7m
（2）屋面坡度 1:10 （3）跨中及端部高度：端部高度 H0=1990mm ；屋架的中间高度 H=2890mm
-0.5
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屋架杆件内力组合表
杆件名 称
内力系数 P=1
第一种组合
第二种组合
第三种组合
全跨 左半跨 右半跨 P=24.048kN
P1=12.078kN
P3=3.438kN
①
②
③
P×① kN
P2=11.97kN
P4=20.61kN
P1×①+P2 ×② kN
P1×①+P2× ③ kN
+9.279
+9.279
a
c
e
g
图 5.1 荷载组合屋架受力图
-0.5
-1.0
-1.0
+ 0.406
-4.754+3.158 -1.862+0.540 +0.615-1.632 +1.170-1.305 +1.34-1.520 +1.581-1.748 0 . 5 1 . 0 1 . 0
AB C 0 . 0 0 0- 4 . 3 7 1
-218.885
83.447 191.470 223.141
-164.409
72.279 159.905 175.656
-164.409
53.079 127.730 159.557
-125.089
64.217 137.122 141.382
-125.089
31.159 81.722 113.661
-218.885
4.荷载标准值
(1)永久荷载：
屋面材料自重：
A4=0.8kN/m2
屋架及支撑自重：
按经验公式 q 0.12 0.011L kN/m2
q=0.318kN/m2
(2)可变荷载：
屋面活荷载标准值：
0.5 kN/m2
雪荷载标准值：
B4=0.55kN/m2
积灰荷载标准值：
C4=0.40kN/m2
（3）风荷载： B 类地区，