24米厂房钢屋架设计.

钢结构设计姓名：

学号：

班级：

一、设计资料

厂房总长90ｍ，跨度根据不同学号为24m。

1、结构形式：钢筋混凝土柱，梯形钢屋架。柱的混凝土强度等级为C30，屋面坡度为i=1:10；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8度，屋架下弦标高为18ｍ；厂房内桥式吊车为2台150/30 t（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作用下杆件的内力）如附表图所示。屋架采用的钢材、焊条为：学号为单号用Q235钢，焊条为E43型。

3、屋盖结构及荷载

采用无檩体系。

用1.5×6.0预应力混凝土屋板。

荷载：①屋架及支撑自重：按经验公式q=0.12+0.11L，L为屋架跨度，以m为单位，q为屋架及支撑自重，以KN/m2为单位；

②屋面活荷载：施工活荷载标准值为0.7 KN/m2，雪荷载的基本雪压标准值为=0.35 KN/m2，施工活荷载标准值与雪荷载不同时考虑，而是取两者的较大值；积灰荷载根据不同学号按附表取：0.7 KN/m2；

③屋面个构造层的荷载标准值：

三毡四油（上铺绿豆沙）防水层 0.4KN/m2

水泥砂浆找平层 0.4KN/m2

保温层 0.55KN/m2

一毡二油隔气层 0.05KN/m2

水泥砂浆找平层 0.3KN/m2

预应力混凝土屋面板 1.45KN/m2

二、屋架形式和几何尺寸

屋面材料为大型屋面板，故采用无檩体系平破梯形屋架。屋面坡度i=1/10；

＝24000－300＝23700mm；端部高度取H=1990mm，跨中高度取屋架计算跨度L

3190mm，下端起拱50mm。

屋架几何尺寸如图1所示：

拱50

g . 24米跨屋架几何尺寸

117

h . 24米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值

A

a

c

e

g

g'e'c'

a'

+3.48

0.000-6.25

-9.04

-9.17

-7.38-6.09

-7.38

-4.49

-2.470.00

0.00

-6.5

3

-3.1

4+0

.71

+1

.55

+1

.39

+1

.56

+1

.80

+2

.12

+4.

76+1

.

90-0.

45

-2.

47

-1.53

-1.

75

-2.03

-2.

3

4

-1.

0-1.

0-1.

00.00

+0.

970.

000.00

-0.5

+8.0

+9.34

+8.44+5.31

+6.73+3.53

+1.25

B

C D

E F G

H I H 'G 'F '

E 'D 'C 'B 'A '0.5 1.0

1.0

1.0

1.0

1.0 1.01.0

1.0

i

i . 24米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值

支撑布置：

由于房屋长度有90米，故在房屋两端及中间设置上、下横向水平支撑和屋架两端及跨中三处设置垂直支撑。其他屋架则在垂直支撑处分别于上、下弦设置三道系杆，其中屋脊和两支座处为刚性系杆，其余三道为柔性系杆。

四、屋架节点荷载

屋面坡度较小，故对所有荷载均按水平投影面计算：

荷载计算表

荷载名称标准值（kN/m2）设计值（kN/m2）预应力混凝土大型屋面板 1.45 1.45⨯1.35=1.958 三毡四油（上铺绿豆沙）防水层0.4 0.4⨯1.35=0.54 水泥砂浆找平层0.4 0.4⨯1.35=0.54

保温层0.55 0.55⨯1.35=0.743 一毡二油隔气层0.050.05⨯1.35=0.068找平层0.3 0.3⨯1.35=0.405屋架和支撑自重q=0.12+0.011L=0.3840.384⨯1.35=0.518

永久荷载总和 3.484 4.772

屋面活荷载0.7 0.7⨯1.4=0.98

积灰荷载 1.2 1.2⨯1.4=1.68 可变荷载总和 1.9 2.66

计算屋架时考虑下列三种荷载组合情况

1) 满载（全跨永久荷载加全跨可变荷载）

F＝（4.772+2.66）×1.5×6＝66.888kN

2) 全跨永久荷载

F1=4.772×1.5×6＝42.948kN

半垮节点可变荷载

F2＝2.66×1.5×6＝23.94kN

3) 全跨屋架和支撑自重、半跨屋面板荷载、半跨活荷载

全跨节点屋架自重：

F3=0.518×1.5×6＝4.662KN

半跨屋面板自重及半跨活荷载

F4＝（1.958+1.33）×1.5×6＝29.5927KN

五﹑屋架杆件内力计算

六、杆件界面设计

（1） 上弦杆

整个上弦不改变截面，按最大内力计算：

N max =-1020.71KN ，l 0x =150.8cm ，l 0y =300.0cm(取两块大型屋面板的宽度之和为横向支撑间距，即l 0y ；取每个上弦杆的长度为l 0x )。2l 0x ≈l 0y ，故截面应选择不等边角钢截面。

假定λ=60，则

ϕ=0.807，A req =N/ϕf=1020710/（0.807×215）=5882.89mm 2

i yreq =l ox /λ=1508/60=25.13mm i yreq = l oy /λ＝3000/60＝50mm

由附表7.6选2L160×100×12，短肢相并，肢背间距a=10mm A=2×30.1×100=6020mm 2、i x =28.2mm 、i y =77.5mm

截面验算：x λ＝l ox / i x ＝1508/28.2=53.48<［λ］＝150(满足)

y λ＝l oy / i y =3000/77.5=38.71<［λ］＝150(满足) b/t=160/12=13.33>0.56×3000/160=10.5 求得yz λ=y λ=49.48＜x λ=79.87，max λ=x λ=79.87 查表4.2得ϕ＝0.839