梯形钢屋架课程设计

梯形钢屋架课程设计

一、 设计资料

（1）题号72，屋面坡度1：10，跨度30m ，长度102m ，，地点：哈尔滨，基本雪压：0.45 kN/m 2

，基本风压：0.45kN/m 2

。该车间内设有两台200/50kN 中级工作制吊车，轨顶标高为8.5m 。采用1.5m ×6m 预应力混凝土大型屋面板，80mm 厚泡沫混凝土保护层，卷材屋面，屋面坡度i=1/10。屋面活荷载标准值0.7kPa ，血荷载标准值为0.1 kN/m 2

，积灰荷载标准值为0.6 kN/m 2

。屋架绞支在钢筋混凝土柱上，上柱截面为400mm ×400mm 。混凝土采用C20，，钢筋采用Q235B 级，焊条采用 E43型。

（2）屋架计算跨度：l 0=30m-2×0.15m=29.7m 。

（3）跨中及端部高度：采用无檩无盖方案。平坡梯形屋架，取屋架在30m 轴线

处的端部高度m h 005.20='

。屋架跨中起拱按500/0l 考虑，取60mm 。

二、结构形式与布置

屋架形式及几何尺寸如下图：

根据厂房长度（102>60）、跨度及荷载情况，设置三道上、下弦横向水平支撑。因柱网采用封闭结合，厂房两端的横向水平支撑设在第一柱间，该水平支撑的规格与中间柱间的支撑规则有所不同。梯形钢屋架支撑布置如下图：

三、荷载计算

1、荷载计算

屋面荷载与雪荷载不会同时出现，计算时取较大值进行计算，故取屋面活荷载0.7 kN/m 2进行计算。

屋架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）按经验公式2/)11.012.0(m kN l g k +=计算，跨度单位为米（m ）。荷载计算表如下：

荷载名称

标准值（kN/m 2）

设计值（kN/m 2） 预应力混凝土大型屋面板 1.4

1.4×1.35=1.89

三毡四油防水层 0.4 0.4×1.35=0.54 找平层(厚20mm) 0.2×20=0.4 0.4×1.35=0.54 80厚泡沫混凝土保护层 0.08×6=0.48

0.48×1.35=0.648 屋架和支撑自重 0.12+0.011×030=0.45

0.45×1.35=0.608 管道荷载 0.1 0.1×1.35=0.135

永久荷载总和 3.23 4.361 屋面活荷载 0.7 0.7×1.4=0.98 积灰荷载 0.6 0.6×1.4=0.84

可变荷载总和 0.3

1.82

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 629.5565.1)82.1361.4(=⨯⨯+=

（2） 全跨永久荷载+半跨可变荷载 全跨节点永久荷载：

kN F 249.3965.1361.41=⨯⨯=

半跨节点可变荷载：

kN F 38.1665.182.12=⨯⨯=

（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 47.565.1608.03=⨯⨯=

半跨接点屋面板自重及活荷载：

kN F 31.2365.1)7.089.1(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

屋架在上述三种荷载组合作用下的计算简图如下:

由数解法解得F=1时的屋架各杆件的内力系数(F=1作用于全跨\左半跨和右半跨).然后进行组合,如下表:

杆件名称

内力系数(F=1)

第一种

组合F×

①

第二种组合第三种组合

计算杆

件内力

(kN) 全跨

①

左半

跨②

右半

跨③

F1×①

+F2×②

F1×①

＋F2×

③

F3×①

＋F4×

②

F3×①

＋F4×

③

上弦

AB 0 0 0 0 0 0 0 0 0 BC、CD

-11.

29

-8.4

6

-3.4

6

-628.05

141

-581.696

01

-499.79

601

-258.9

589

-142.4

089

-628.15

141 DE、EF

-18.

19

-13.

05

-6.2

8

-1011.8

915

-927.698

31

-816.80

571

-403.6

948

-245.8

861

-628.05

141 FG、GH

-21.

58

-14.

61

-8.5

2

-1200.4

738

-1086.30

522

-986.55

102

-458.6

017

-316.6

438

-1011.8

915 HI

-22.

43

-13.

98

-10.

33

-1247.7

585

-1109.34

747

-1049.5

605

-448.5

659

-363.4

844

-1200.4

738 IJ、JK

-22.

9

-14.

45

-10.

33

-1273.9

041

-1135.49

31

-1068.0

075

-462.0

925

-366.0

553

-1247.7

585

下弦ab 6.02 4.6 1.75

334.886

58

311.6269

8

264.943

98

140.15

54

73.721

9

334.886

58 bc

15.1

8

11.1

5

4.93

844.448

22

778.4368

2

676.553

22

342.94

11

197.95

29

844.448

22 cd

20.1

4

14.0

7

7.42

1120.36

806

1020.941

46

912.014

46

438.13

75

283.12

6

1120.36

806 de

22.1

5

14.4

5

9.42

1232.18

235

1106.056

35

1023.66

495

457.99

340.74

07

1232.18

235 ef 21.3

11.6

6

11.7

7

1184.89

77

1026.994

5

1028.79

63

388.30

56

390.86

97

1184.89

77

斜腹杆aB

-11.

32

-8.6

3

-3.2

8

-629.72

028

-585.658

08

-498.02

508

-263.0

857

-138.3

772

-629.72

028 Bb 9.05 6.64 2.95

503.442

45

463.9666

5

403.524

45

204.28

19

118.26

8

503.442

45 bD

-7.5

6

-5.2

3

-2.8

5

-420.55

524

-382.389

84

-343.40

544

-163.2

645

-107.7

867

-420.55

524 Dc 5.55 3.5 2.51

308.740

95

275.1619

5

258.945

75

111.94

35

88.866

6

308.740

95 cF

-4.2

7

-2.2

7

-2.4

5

-237.53

583

-204.775

83

-207.72

423

-76.27

06

-80.46

64

-237.53

583 Fd 2.74 0.95 2.18

152.423

46

123.1032

6

143.250

66

37.132

3

65.803

6

152.423

46 dH

-1.5

7

0.19

-2.1

4

-87.337

53

-58.5087

3

-96.674

13

-4.159

-58.47

13

-96.674

13