三角形钢屋架课程设计指导书.doc

三角形钢屋架课程设计 1 三角形钢屋架课程设计任务书 1.1 设计题目 设计某市郊区某机械加工单层单跨厂房的三角形屋架。 1.2 设计资料 某机械加工厂房，设有两台工作级别A4的软钩吊车，建筑平面示意图如图1所示，屋面材料采用上下两层多波形压型钢板，中间用20mm厚矿渣棉板保温层，屋面离地面高度约为20m。屋架两端支撑于截面为400mm×400mm的钢筋混凝土柱上，柱子的混凝土等级为C20。 图1 建筑平面示意图 1.3 设计内容 （1）选择钢屋架的材料； （2）确定钢屋架的几何尺寸； （3）屋架及屋盖支撑的布置； （4）檩条的设计； （5）钢屋架的设计； （6）绘制钢屋架施工图。 1.4 参考资料 （1）《钢结构设计规范》（GB50017-2003）. （2）《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）. （3）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）. （4）《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068-2001）. （5）《建筑结构制图标准》（GB/T50101-2001）. （6）《建筑结构设计术语和符号标准》（GB／T50083-97）. （7）周俐俐，姚勇等编著.土木工程专业 钢结构课程设计指南. 北京：中国水利水电出版社，知识产权出版社，2007.5. 2、三角形钢屋架课程设计指导书 参见梯形钢结构屋架课程实际指导书。 3、三角形钢屋架课程设计实例 3.1 设计资料 （1）三角形钢屋架 (b)1）属有檩体系：檩条采用槽钢[，跨度为6m，厂房长度120m跨中设有一根拉条φ10。如不满足，可自选。 2）屋架屋面做法及荷载取值（荷载标准值）： 永久荷载：波形石棉瓦自重 0.20 kN/m2 檩条及拉条自重 0.20 kN/m2 保温木丝板重 0.25 kN/m2 钢屋架及支撑重 (0.12+0.011跨度) kN/m2 可变荷载：雪荷载kN/m2 屋面活荷载 0.30 kN/m2 积灰荷载 0.30 kN/m2 注：1、以上数值均为水平投影值；2、（a）、（b）屋架的形式与尺寸见图1。=－300=24000－300=23700mm 屋面倾角： 屋架跨中的高度为： 上弦长度： 节间长度： 节间水平投影长度：a==2553×0.9285=2370mm 屋架几何尺寸见图2。 图2 屋架几何尺寸（单位：mm） 2.檩条和支撑布置 根据屋面材料的最大容许檩距，可将檩条布置于上弦节点上，檩距为节间长度。在檩条的跨中设置一道拉条。 根据厂房总长度120m，跨度为24m，有中级工作制吊车及第一开间尺寸5.5m等因素，可在厂房两端的第二开间设置一道上弦横向水平支撑和下弦横向水平支撑，并在同一开间两榀相邻屋架的腹杆间设置两道垂直支撑（在跨度1／3左右处各一道，见图3）。 上弦檩条可兼做系杆，故不另设系杆，在下弦跨中央设置一道通长的柔性系杆。此外，在厂房两端的第一开间下弦各设置三道刚性系杆（见图3）。 图3 屋架支撑布置（单位;mm） （a）上弦横向水平支撑；（b）下弦横向水平支撑；（c）垂直支撑 3.3 檩条的设计 选用[20 a槽钢截面，由型钢表查得，自重22.63kg／m≈0.23，=178，=24.2，=1780。 1.荷载计算（对轻屋面，可只考虑可变荷载效应控制的组合） 永久荷载：（坡面） 波形石棉瓦 檩条和拉条： 0. 2 保温木丝板重 0.25 kN/m2 =(0.5106+0.2+0.63825) x =1.35 x 0.9285 =1.25 可变荷载：（檩条受荷水平投影面积为2.553×5=15.318，没有超过60,故屋面均布活荷载取0.5，去与雪荷载较大值为0.5。） q=雪荷载+积灰荷载=0.5+0.3=0.8 =0.8×2.553=0.5×2.553×0.9285=1.9 檩条均布荷载设计值： =+=1.2?.25+1.4?.9=4.1695 ==4.16?.9285=3.864 ==4.16?.3714=1.554 2.强度验算 弯矩设计值（见图4）： 图4 弯矩图 ==×3.86×=17.37 ==×1.55×=1.74 （因为在檩条的跨中设置了一道拉条） 檩条的最大应力（拉应力）位于槽钢下翼缘的肢尖处。 +=+=153＜f=215+=1.25+1.9=3.15 = （+）=3.15×0.9285 =