钢结构屋架设计教案.doc

普通钢屋架设计 --------焊接梯形钢屋架设计 －、设计资料 某一单层单跨工业厂房，总长度为102m，跨度为24m。 厂房柱距6m，钢筋混凝土柱，混凝土的强度等级C20，柱头截面为400mm×400mm，屋架采用梯形钢屋架，其两端铰支于钢劲混凝土柱上。 车间设有两台中级工作制桥式吊车，一台150T，一台30T，吊车平台标高+12.000m。 荷载标准值（按水平投影面计）： 永久荷载： 二毡三油（上铺绿豆砂）防水层 0.4 KN/ m 水泥砂浆找平层 0.4 KN/ m2 保温层 0.5 KN/ m2 一毡二油隔气层 0.05 KN/ m2 预应力混凝土大型屋面板 1.4 KN/ m2 屋架及支撑自重 0.384KN/m2 （2）可变荷载：屋面活荷载标准值 0.7 KN/ m2 荷载标准值 0.35 KN/ m2 积灰荷载标准值 1.3KN/ m2 5．屋架计算跨度，几何尺寸及屋面坡度如图所示 由上图可知：屋架的计算跨度：Lo=24000－2×150=23700mm，端部高度：h=1990mm（轴线处）。 6、钢材Q235钢、角钢、钢板各种规格齐全；有各种类型的焊条和C级螺栓可供用。 7、钢屋架的制造、运输和安装条件：在金属结构厂制造，运往工地安装，最大的运输长度16m，运输高度3.85m，工地有足够的起重安装条件。 二 、 设计内容 一）、屋盖的支撑系统布置 （1）屋架上弦支撑系统的具体布置 对上弦平面，横向支撑应设置在房屋两端的第一个柱间内，为了增加屋盖的刚性，两道横向支撑的间距不宜超过60m。所以在屋盖中间应设置一道横向支撑，由于屋架跨度L≤30m应在屋架中坚和两端设置垂直支撑，无垂直支撑的其他柱间的屋架点间应设纵向系杆与之相连。上弦支撑具体布置图如下 （2）下弦平面支撑系统布置 同上弦平面支撑一样，设置相应的横向支撑、垂直支撑和系杆，加之纵向支撑一般设在屋架两端的节点间处，仅当房屋的跨度和高度较大、或房屋为厂房并设有壁行吊车或有较大震动设备，因而对房屋的整体刚度要求较高时设置之，对梯形屋架一般设置在下弦平面。其具体支撑布置如下： 1——1剖面图如下： 注：sc—屋架上弦横向水平支撑 xc—屋架下弦横向水平支撑 LG—系杆 zc—屋架上弦纵向水平支撑 cc—垂直支撑 GWJ—钢屋架 二） 荷载计算 项目 荷载标准值（KN/m2） 荷载设计值（KN/m2） 永 久 荷 载 三毡四油防水层 0.4 0.48 水泥砂浆找平层 0.4 0.48 保温层 0.5 0.6 一毡二油隔气层 0.05 0.06 预应力混凝土大型屋面板 1.4 1.68 钢屋架和支撑自重 0.384 0.4608 总计 3.134 3.7608 可 变 荷 载 屋面活荷载 0.7 0.98 雪荷载 0.35 0.49 积灰荷载 1.3 1.82 总计 2.0 2.80 屋面活荷载与雪荷载不会同时出现，故取两者较大的活荷载计算 三） 荷载组合 组合一：全跨的永久荷载+全跨可变荷载（如图a） P=（3.7608+2.8）×1.6×5=52.4864 KN/ m2 组合二：全跨的永久荷载+半跨可变荷载（如图b） P1=(3.7608+2.8) ×1.6×5=52.4864 KN/ m2 P2=3.7608×1.6×5=30.0864 KN/ m2 P2=0.4608×1.5×6=4.1472 KN/ m2 四) 内力计算表 杆 件 名 称 杆件内力系数(P=1) 第一种组合 第二种组合 选 定内 力设 计值 （KN） 左半跨 右半跨 全跨 P×(3) kN P1×(1)+ P2×(2) （KN） P1×(2)+ P2×(1) （KN） （1） （2） （3） 上 弦 杆 AB 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 BD -6.25 -2.48 -8.73 -458.21 -402.65 -318.21 -458.21 DF -9.05 -4.49 -13.54 -710.67 -610.09 -507.95 -710.67 FH -9.17 -6.09 -15.26 -800.94 -664.53 -595.53 -800.94 HI -7.39 -7.39 -14.77 -75