屋架钢结构设计
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
一、 设计资料
1. 某厂房总长度90m ，跨度为18m ，纵向柱距6m ，钢筋混凝土柱，梯形钢屋架。柱的
混凝土强度等级为C30，屋面坡度i=1/10。地区计算温度高于-200C ，无侵蚀性介质，屋架下弦标高为18m ；厂房内桥式吊车为2台150/30t （中级工作制），锻锤为2台5t 。
2. 屋架形式及荷载:屋架形式、几何尺寸及内力系数（节点荷载P=1.0作用下杆件的内
E43型。
3. 无檩体系：采用1.5×6.0m 预应力混凝土屋板（考虑屋面板起系杆作用） 二、 屋盖结构及支撑的布置图
厂房总长度90m>60m ，每隔60m 左右要增设一道横向支撑，且具有吊车荷载，所以需要设置三道上、下弦横向水平支撑，考虑屋面板起系杆作用，因而在上弦平面内在屋架的屋脊和支座节点处设置刚性系杆，在下弦平面内在屋架下弦的垂直支撑处设置柔性系杆。因为有锻锤，所以在屋架的下弦平面设置纵向支撑。跨度L=18m<30m,所以在跨度中点设置一道中间垂直支撑，且梯形屋架两端无论跨度大小都要设置垂直支撑。得梯形钢屋架支撑布置如图所示：
2
三、 荷载计算
屋面和荷载与雪荷载不会同时出现，计算时，取较大的荷载标准值进行计算。故取屋面活荷载0.7kN/2m 进行计算。
1. 屋架自重（包括支撑）按经验公式2)kN/m 0.011(0.12g L +=计算, L 为屋架跨度。
表3-1 荷载计算表
3
2. 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 全跨节点永久荷载及可变荷载：
kN F 3.6065.1)66.204.4(=⨯⨯+= 2) 全跨永久荷载 + 半跨可变荷载 全跨节点永久荷载：
kN F 36.3665.104.41=⨯⨯=
半跨节点可变荷载：
kN F 94.2365.166.22=⨯⨯=
3) 全跨屋架（包括支撑）自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载:
全跨节点屋架自重：
kN F 44.365.1382.03=⨯⨯=
半跨节点屋面板自重及活荷载：
kN F 48.2465.1)98.074.1(4=⨯⨯+=
1、2为使用节点荷载情况，3为施工阶段荷载情况。
四、 内力计算
4
F1F1F1
F F
F
F2F2F2
F2
F2
F3F3F4F4F4F4F4
屋架钢结构设计
表4-1 屋架杆件内力组合
5
6
五、 杆件截面设计
按腹杆最大内力N aB = -392.16KN,查表得选中间节点板厚度为10mm ，支座节点板厚度12mm 。
1. 上弦杆
整个上弦杆采用等截面，按最大内力FG N =-548.98KN 计算。
在屋架平面内：计算长度为节间轴线长度，即l ox =l=1507.5mm;大型屋面板与屋架上弦的焊接时，计算长度取两块屋面板的宽度，且不大于3m,取 l oy =3000mm ；2×l ox ≈l oy ,故截面宜选用两个不等肢角钢。
设60=λ，查Q235钢的稳定系数表，可得0.807=ϕ（由双角钢组成的T 型和十字形截面均属于b 类），则需要的截面积：
233164215
807.01098.548mm f N A =⨯⨯==ϕ
需要的回转半径：
2125.2560
5.1507mm l i ox
x ==
=
λ
，250603000
mm l i oy y ===λ
由附表得选2 L125×80×12，短肢相并,肢背间距a=10如下图所示，
上弦截面
A ＝2×23.4×100＝4680 mm 2 、i x =2.24cm 、i y =6.16cm
截面验算：x λ＝l ox / i x ＝1507.5/22.4=67.30<［λ］＝150(满足) y λ＝l oy / i y =3000/61.6=48.70<［λ］＝150(满足)
7
b/t=125/12=10.62＜0.56
b
l oy =0.56×3000/125=13.44
故yz λ≈y λ=48.70＜x λ=67.30
max λ=x λ=67.30 查附表得ϕ＝0.767
由N/ϕA=548980/(0.767×4680)＝152.9N/2mm <215 N/2mm 满足 故上弦杆采用2 L125×80×12截面形式
2. 下弦杆
整个下弦杆采用等截面，按最大内力eg N =559.66KN 计算 l ox ＝3000mm l oy =18000/2=9000mm A=N/f=559.66×1000/(215×100)=26.03cm 2 由附表得选2 L125×80×12短肢相并
A ＝2×23.4＝46.8 cm 2，i x ＝2.24cm ，i y ＝6.16cm
n A /N ＝σ=559.66×103
/(46.8×102
)= 119.6N/ 2mm < 215(满足)
x λ＝l ox / i x ＝300/2.24=133.93<［λ］＝350(满足)
y λ＝l oy / i y =900/6.16=146.10<［λ］＝350(满足)
故下弦杆采用2 L125×80×12短肢相并,如下图所示：
下弦截面
3. 腹杆aB
杆件轴力： kN 16.923N -=