钢屋架设计算例

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表2 内力计算结果
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四、杆件截面设计
项次 1
屋架腹杆和弦杆的计算长度
弯曲方向
弦杆
腹杆 端竖杆和端斜杆
在屋架平面内 l
l
其他腹杆
0.8l
2
在屋架平面外
l1
l
l
3
斜平面
—
l
0.9l
支撑
l1
N1
N2
N2 N1 l
l1
屋架
l1
loy (0 .7 5 0 .2N 5 2/N 1)l1
Li 2
L为标志跨度，i为屋架坡度
屋架计算跨度=L – 2×0.15=21 – 2×0.15=20.7m, 屋 架尺寸及几何形式如下图1：
图1 精屋选架pp尺t 寸及几何形式（单位：mm）
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屋架标志跨度大于等于24m时，跨中应起拱 约标志跨度的1/500。
屋架杆件几何尺寸
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l0x= l0 =1.508m 在屋架平面外，按大型屋面板与屋架保证三点焊
接考虑，计算长度取2倍的屋面板宽，但不大于 3m。
l0y =3m
AN f 40.87.0094 72113 0527m 61m 2
根据平面外的计算长度，上弦截面选用两个不
等肢角钢，短肢相并。设λ=60，φ=0.807。 精选ppt
（使用阶段）
全跨屋架及支撑自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活
荷载（施工阶段）
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1）使用阶段恒荷载和活荷载引起的节点荷载 设计值P恒及P活
P恒 = 3.42×1.5×6=30.78 kN P活 = 1.19×1.5×6=10.71 kN
2）施工阶段恒荷载和活荷载引起的节点荷载 设计值P恒及P活
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共
3.42kN/m2
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将屋面荷载转化为节点荷载 :
P i iqkds
P i 为一个节点承受的荷载 q k 每平方米屋面水平投影
面上的标准荷载值
d 为屋架弦杆节间的水平
长度
s为屋架间距
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节点荷载汇集简图
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2、荷载组合 设计屋架时，应考虑以下三种组合：
全跨永久荷载+全跨可变荷载 全跨永久荷载 +半跨可变荷载
图3 单位节点力作用左半跨示意图
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内力计算(不考虑起拱)：
1.电算法：结构力学求解器。
2.应用图解法求得单位荷载作用于全跨及半跨 各节点的各杆内力，即内力系数，然后可求出 当荷载作用于全跨及半跨各节点时的杆件内力 ，并求出荷载组合下的杆件内力，取其中不利 内力(正、负最大值)作为设计屋架的依据。
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5、材质：钢材采用Q235B钢，焊条为E43型，手工焊。 6、结构形式与选型
标志跨度与计算跨度：标志跨度是柱网轴线 的横向间距，以3m为模数，计算跨度是屋架两 端支座反力的距离，对于封闭结合，计算跨度＝ 标志跨度－2×(150～200)。 封闭结合：边柱外缘和墙内缘与纵向定位轴线相 重合。 非封闭结合：边柱外缘与纵向定位轴线之间加联 系尺寸。
支座节点板
厚（mm） 10
10
12
14
16
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腹杆最大内力N=-300.87kN，中间节点板厚度选用 10mm，支座节点板厚度选用12mm。
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1.上弦杆件 整个上弦杆采用等截面，按FG杆件的最大内力
设计，即 N=-479.04kN。 （[ λ ] =150） 上弦杆计算长度：
在屋架平面内，计算长度系数为1.0，计算长度
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loy 0.5l1
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节点板厚度选择：
屋架节点板厚度选用表
梯形屋架腹 杆最大内力
（kN）
≤ 180
181~ 300
301~ 501~ 701~ 500 700 950
951~ 1201~ 1551~ 1200 1550 2000
中间节点板
厚（mm） 6~8 8
10 12 14 16
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梯形钢屋架设计
张杨
2011 12 19
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一、算例设计资料
1 、车间柱网布置：长度54m；柱距6m；跨度L=21m。 2 、屋面坡度1﹕10 3 、屋面材料：预应力大型屋面板 4 、荷载： 1）静载：屋架及支撑自重0.42kN/m2 ；屋面防水层
0.4kN/m2 ；找平层0.4kN/m2； 大型屋面板自重（包括灌缝）1.4kN/m2 ； 泡沫混凝土保温层0.3kN/m2 。 2）活载：屋面活荷载0.3kN/m2 ；雪荷载0.4 kN/m2； 积灰荷载0.45kN/m2；
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图解法求杆力系数的方法及步骤： ①按一定比例尺画出屋架几何尺寸的单线图（不考
虑起拱）； ②计算节点力及支座反力，并标在相应节点及支座
处； ③根据杆件及节点力、支座反力将整个屋架所在平
面分区，并编号；
④取一定的力比例尺，绘制力多边形；
⑤根据力多边形及屋架几何图判断杆件的拉、压。
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上弦支撑
下弦支撑
图2 屋面支撑布置图（单位：mm）
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三、荷载与内力计算
1、荷载计算 根据荷载规范，屋面活荷载与雪荷载不会同时出现，
取两者较大值者（屋面活荷载0.3kN/m2 <雪荷载0.4kN/m2 ， 取雪荷载为0.4 kN/m2）计算。
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截面面积: 需要的回转半径： ix=l0x/ λ=1508/60=25.1mm，
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二、屋盖支撑布置
根据车间长度、屋架跨度和荷载情况，设置两道 上、下弦横向水平支撑。上弦横向水平支撑必设，设在 两端柱间，间距不大于60ｍ。在设置横向水平支撑的柱 间，于屋架跨中和两端共设三道垂直支撑。上下弦在跨 中和端部设三道系杆，在屋脊节点及支座节点处沿厂房 纵向设置通长的刚性系杆，下弦跨中节点设置一道纵向 通长的柔性系杆，支撑布置见下图。
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钢屋架计算跨度的确定：简支于柱顶的钢屋架，其计算跨 度取决于屋架支反力间的距离。
屋架的计算跨度
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端部高度h 0：对于缓坡梯形屋架，铰接时端高为1.8～ 2.1m，刚接时端高为1.8～2.4m。
跨中高度h：由最大高度（运输条件），最小高度（刚
度条件），经济高度决定。
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h
h0
P恒 = 0.42×1.5×6=3.78 kN P活 =（ 1.68+0.63）×1.5×6=20.97 kN
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3、内力计算 本设计采用数值计算杆件在单位节点力作用
下各杆件内力系数（单位节点力分别作用于全跨、 左半跨、右半跨），单位节点力作用左半跨示意 图如图3所示，杆件内力计算结果见表2。