钢结构计算说明书

普通梯形钢屋架设计(2)-3说明书

摘要：本说明书针对内蒙古工业大学钢结构课设-普通梯形钢屋架（2）-3方案编制。屋架位于北京地区，抗震设防烈度8度，建筑面积324㎡，厂房长度54m ，跨度30m ，柱距6m 。包括屋架布置，荷载计算，内力计算，截面设计，节点设计等几个方面的计算设计。

关键词：钢屋架

1.设计资料

普通梯形钢屋架，采用无檩屋盖体系，梯形钢屋架。跨度为30m ，柱距6m ，长度为54m 。，地震设计烈度为8度，1.5m ×6m 轻型混凝土保温屋面板。屋架铰支在钢筋混凝土柱上，

设计荷载标准值见表1（单位：kN/㎡）。

表1

2.钢材和焊条的选用

根据当地区的计算温度、荷载性质和连接方法，屋架刚材采用 Q235B ，要求保证屈服强度 fy 、抗拉强度 fu 、伸长率δ和冷弯实验四项机械性能及硫（S ）、磷（P ）、碳（C ）三项化学成分的合格含量。焊条采用 E43型，手工焊。 3.屋架形式和几何尺寸

屋面材料为轻型混凝土保温屋面板，采用无檩屋盖体系，平坡梯形钢屋架。屋面坡度。10/1=i

屋架计算跨度。mm l l 2700015023000015020=⨯-=⨯-= 屋架端部高度取：mm H 18000=。 跨中高度：mm i l H 330010/12/3000018002

H 0

0=⨯+=⋅+

=

为了使屋架节点受荷,配合屋面板1.5m宽，腹杆体系大部分采用下弦节间水平尺寸为3.0m的人字形式，上弦节间水平尺寸为 1.5m，屋架几何尺寸如图1

图1 30米跨屋架几何尺寸

4.屋盖支撑布置

根据车间长度、跨度及荷载情况，在车间两端 5.5m 开间内布置上下弦横向水平支撑，在设置横向水平支撑的同一开间的屋架两端及跨中布置三道竖向支撑，中间各个屋架用系杆联系，在屋架两端和中央的上、下弦设三道通长系杆，其中：上弦屋脊节点处及屋架支座出的系杆为刚性系杆（图2），安装螺栓采用 C 级，螺杆直径：d=20mm，螺孔直径：d0=21.5mm。

图2 屋架上弦支撑布置

图3 屋架下弦支撑布置

图4 垂直支撑1-1

图5 垂直支撑2-2

符号说明：GWJ-（钢屋架）；SC-（上弦支撑）：XC-（下弦支撑）； CC-（垂直支撑）；GG-（刚性系杆）；LG-（柔性系杆）

5．荷载和内力计算

5.1荷载计算

活荷载与雪荷载不同时出现，故取两者较大的活荷载计算。

永久荷载标准值：

SBS 改性沥青油毡防水层 0.3 kN/㎡ 20厚水泥砂浆找平层 0.4 kN/㎡ 冷底子油隔气层 0.05 kN/㎡ 轻型混凝土保温屋面板 1.4 kN/㎡ 屋架及支撑自重 0.12+0.11×30=0.45kN/㎡

总计 2 kN/㎡

可变荷载标准值:

活荷载 0.5kN/㎡ 可变荷载总和 0.5kN/㎡ 由可变荷载效应控制的组合： =(1.2×2＋1.4×0.5)×1.5×6 =27.9kN

由永久荷载效应控制的组合： =(1.35×2＋1.4×0.9×0.5)×1.5×6 =30.5 kN

荷载设计值P=max{27.9，30.5}=30.5KN 计算地区设防烈度为8度，对设计值放大10%

P=30.5×（1+10%）=31.581KN 5.2内力计算

通过结构力学求解器，建模求解，内力值如下

112

n

G GK Q Q K Qi ci Qik

i S S S S γγγψ==++∑1

n

G GK Qi ci Qik

i S S S γγψ==+∑

杆端 1 杆端 2

单元码轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩

--------------------------------------------------------------------------------------------

1 230.784230 0.00000000 0.00000000 230.784230 0.00000000 0.00000000

2 536.877000 0.00000000 0.00000000 536.877000 0.00000000 0.00000000

3 696.639705 0.00000000 0.00000000 696.639705 0.00000000 0.00000000

4 756.281842 0.00000000 0.00000000 756.281842 0.00000000 0.00000000

5 744.409285 0.00000000 0.00000000 744.409285 0.00000000 0.00000000

6 744.409285 0.00000000 0.00000000 744.409285 0.00000000 0.00000000

7 756.281842 0.00000000 0.00000000 756.281842 0.00000000 0.00000000

8 696.639705 0.00000000 0.00000000 696.639705 0.00000000 0.00000000

9 536.877000 0.00000000 0.00000000 536.877000 0.00000000 0.00000000

10 230.784230 0.00000000 0.00000000 230.784230 0.00000000 0.00000000

11 -15.8000000 0.00000000 0.00000000 -15.8000000 0.00000000 0.00000000

12 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000

13 -408.066585 0.00000000 0.00000000 -408.066585 0.00000000 0.00000000

14 -408.066585 0.00000000 0.00000000 -408.066585 0.00000000 0.00000000

15 -634.770243 0.00000000 0.00000000 -634.770243 0.00000000 0.00000000

16 -634.770243 0.00000000 0.00000000 -634.770243 0.00000000 0.00000000

17 -740.565284 0.00000000 0.00000000 -740.565284 0.00000000 0.00000000

18 -740.565284 0.00000000 0.00000000 -740.565284 0.00000000 0.00000000

19 -761.724292 0.00000000 0.00000000 -761.724292 0.00000000 0.00000000

20 -761.724292 0.00000000 0.00000000 -761.724292 0.00000000 0.00000000

21 -721.329822 0.00000000 0.00000000 -721.329822 0.00000000 0.00000000

22 -721.329822 0.00000000 0.00000000 -721.329822 0.00000000 0.00000000

23 -761.724292 0.00000000 0.00000000 -761.724292 0.00000000 0.00000000

24 -761.724292 0.00000000 0.00000000 -761.724292 0.00000000 0.00000000

25 -740.565284 0.00000000 0.00000000 -740.565284 0.00000000 0.00000000

26 -740.565284 0.00000000 0.00000000 -740.565284 0.00000000 0.00000000

27 -634.770243 0.00000000 0.00000000 -634.770243 0.00000000 0.00000000

28 -634.770243 0.00000000 0.00000000 -634.770243 0.00000000 0.00000000

29 -408.066585 0.00000000 0.00000000 -408.066585 0.00000000 0.00000000

30 -408.066585 0.00000000 0.00000000 -408.066585 0.00000000 0.00000000

31 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000

32 -15.7900000 0.00000000 0.00000000 -15.7900000 0.00000000 0.00000000

33 -378.514281 0.00000000 0.00000000 -378.514281 0.00000000 0.00000000

34 287.443176 0.00000000 0.00000000 287.443176 0.00000000 0.00000000

35 -31.5810000 0.00000000 0.00000000 -31.5810000 0.00000000 0.00000000

36 -235.867180 0.00000000 0.00000000 -235.867180 0.00000000 0.00000000

37 170.800372 0.00000000 0.00000000 170.800372 0.00000000 0.00000000

38 -31.5810000 0.00000000 0.00000000 -31.5810000 0.00000000 0.00000000

39 -128.238905 0.00000000 0.00000000 -128.238905 0.00000000 0.00000000

40 79.3859888 0.00000000 0.00000000 79.3859888 0.00000000 0.00000000

41 -31.5810000 0.00000000 0.00000000 -31.5810000 0.00000000 0.00000000