《工业厂房钢结构屋架设计计算书》

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7.2015

.0221=⨯-=。l 普通梯形钢屋架设计计算书 1)设计资料

某工业厂房，长90米，跨度21m ，纵向柱距6m ，柱的混凝土强度等级为C30。柱顶标高10米，采

用梯形钢屋架，采用1.5x6.0m 预应力混凝土屋板，屋面坡度ｉ=L/10；L 为屋架跨度。地区计算温度高于-20℃,无侵蚀性介质,地震设防烈度为7度,设计基本地震加速度为0.1g ，二类场地。屋架下弦标高为18m ；厂房内桥式吊车为2台150 / 30t 中级工作制桥式吊车，屋架采用梯形钢屋架，锻锤为2台5t 。其两端简支于钢筋混凝土柱上。

车间地点：驻马店； 保温层厚度：60mm ； 积灰厚度：0.6kN/㎡ 屋架钢材采用Q345钢，焊条采用E50型，手工焊。 桁架计算跨度: 桁架的中间高度： m h 040.3= 在21m 轴线处端部高度： m 990.1=。h 桁架跨中起拱50mm （/500L ≈）。 2）结构形式与布置

桁架形式及几何尺寸如图1所示。

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桁架支撑布置如图2所示。

桁架上弦支撑布置

图2 桁架支撑布置

符号说明：S C —上弦支撑；XC —下弦支撑；CC —垂直支撑；GG —刚性系杆；LG —柔性系杆

3）屋盖结构及荷载：无檩体系，采用m 6005.1⨯预应力混凝土层板

荷载：1、屋架及支撑自重： 按经验公式 ＝0.474kN/㎡1.35×21)×011.012.0(+=q L 为屋架跨

度，以m 为单位，q 为屋架及支撑自重。 以㎡/kN 为单位 。

2、屋面活荷载：施工活荷载标准值为㎡/7.0kN 。雪荷载的基本雪压标准值为㎡/72.0kN 。施工活荷载与雪荷载不同的考虑，而是取两者N

较大值，积灰荷载取㎡/6.0kN 。

3、屋面各构造层的荷载标准值

三毡四油（上铺绿豆砂）防水层 ㎡/4.0kN 水泥砂浆找平层 ㎡/4.0kN

保温层： ㎡/55.0kN 一毡二油隔气层： ㎡/05.0kN 水泥砂浆找平层： ㎡/3.0kN 预应力混凝土层面板： ㎡/45.1kN

荷载计算：。 永久荷载：

预应力钢筋混凝土大型屋面板 /45.1KN ㎡×1.35＝1.96kN/㎡ 三毡四油（上铺绿豆砂）防水卷材层 /4.0kN ㎡×1.35＝0.54kN/㎡ 水泥砂浆找平层（厚20mm ） ㎡/0.9451.35㎡/7.0kN kN =⨯ 保温层 ＝0.74kN/㎡1.35×kN/㎡0.55 屋架和支撑自重： ＝0.474kN/㎡1.35×21)×011.012.0(+=q 合计 ㎡/6677.4kN 可变荷载：

屋面活荷载 ㎡/008.14.172.0kN =⨯ 积灰荷载 ＝0.84kN/㎡1.4×㎡/6.0kN 合计 ㎡/82.1kN 设计桁架时，应考虑以下三种荷载组合: (1) 全跨永久荷载+全跨可变荷载

58.572kN 6m ×1.5m ×

)1.848kN/㎡㎡/6677.4(=+=kN F (2) 全跨永久荷载+半跨可变荷载 全跨节点永久荷载：

42.01kN 6m ×1.5m ×

㎡/6677.41==kN F 半跨节点可变荷载：

16.632kN 6m ×1.5m ×

/848.12==m kN F (3) 全跨桁架包括支撑+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载 全跨节点桁架自重：

4.266kN 6m ×1.5m ×

㎡/474.03==kN F

半跨节点屋面板自重及活荷载：

26.712kN 6m ×1.5m ×㎡)㎡＋10.08kN//96.1(4==kN F （1）、（2）为使用阶段荷载情况，（3）为施工阶段荷载情况。 4）内力计算

桁架在上述三中荷载组合作用下的计算简图见图3。

由图解法先解得1F =的屋架桁架各杆件的内力系数（1F =作用于全跨、左半跨和又半跨）。然后求出各种荷载情况下的内力进行组合,计算结果如下表。

图3 桁架计算简图

表1 桁架杆件内力组合

+11.962+11.768 +7.376 +5.884 注：.712.26;266.4;632.16;94.41;572.584321kN F kN F kN F kN F kN F

=====

5）杆件设计 （1）上弦杆

整个上弦采用等截面，按﹑GH FG 杆件之最大设计内力设计。

kN

N 41.713-=

上弦杆计算长度：

在桁架平面内，为节间轴线长度：0150.8x l cm =

在桁架平面外、根据支撑布置和内力变化情况，取：03150.8452.4y l cm cm =⨯=

因为003y x l l =，估截面宜选用两个不等肢角钢，断肢相并。腹杆最大内力KN N 07.450-=，查表，中间节点板厚度选用mm 10，支座节点板厚度用mm 12。 设70=λ，查得对应656.0=ϕ。 需要截面积：mm

f N A 2

3508310656.0713410=⨯==

ϕ

需要的回转半径：

mm l

i

ox

x

53.2170

5.1507===λ，mm l i oy y

61.64705.4522===λ 根据需要的x y A i i 、、查角钢规格表，选用2∟140×90×10，

A = 4452.2mm 2

，i χ =25.6mm ； i y = 67.7mm ； b 1 / t =140/10，按所选角钢进行验算：

150][89.586.255.1507=∠===

λλχmm i l x ox ， ＝150][8.667

.675.4522λλ∠===mm

i l y oy y 满足要求。

截面在x 和y 平面皆属b 类，由于y x λλ>，只需求y ϕ。查表得681.0=y ϕ。则