優(yōu)質(zhì)課程設(shè)計梯形鋼屋架設(shè)計跨

1、梯形鋼屋架設(shè)計（21m跨）、設(shè)計資料某地區(qū)某金工車間。采用無檁屋蓋體系，梯形鋼屋架?？缍葹?1 m,柱距6 m,廠房 長度為144 m，廠房高度為15.7 m。車間內(nèi)設(shè)有兩臺150/520 kN中級工作制吊車，計算 溫度高于-20 C。采用三氈四油防水屋面上鋪小石子設(shè)計荷載原則值0.4 kN/m2，水泥砂 漿找平層設(shè)計荷載原則值0.4 kN/m2，泡沫混凝土保溫層設(shè)計荷載原則值0.1 kN/m2，水泥 砂漿找平層設(shè)計荷載原則值0.5 kN/m2, 1.5 mX6.0 m預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板設(shè)計荷載 原則值1.4 kN/m2。屋面積灰荷載0.35 kN/m2,屋面活荷載0.35 kN/m2,雪

2、荷載為0.45 kN/m2, 風荷載為0.5 kN/m2。屋架鉸支在鋼筋混凝土柱上，柱截面為400 mmX400 mm，砼標號為 C20。二、屋架形式、尺寸、材料選擇及支撐布置1、鋼材及焊條選擇根據(jù)建造地區(qū)（北京）日勺計算溫度和荷載性質(zhì)及連接措施，鋼材選用Q235-B。焊條采用E43型，手工焊。2、屋架形式及尺寸本設(shè)計采用無檁屋蓋，=1/10，采用梯形屋架。屋架跨度為L =21000 mm屋架計算跨度為L = L -300 = 20700 mm， 0端部高度取H0 = mm ， （1/161/12） L ,（一般取為2.02.5 m）中部高度取 H = H 0 +0.5 iL = + 0.1

3、X21000/2 = 3050 mm，屋架桿件幾何長度見附圖1所示，屋架跨中起拱42 mm （ f二L /500考慮）。為使屋架上弦承受節(jié)點荷載，配合寬度為1.5m日勺屋面板，采用上弦節(jié)間長度為3.0 m。-Ar150285030003000 z15S,3000.300 l2850 FJ150r 二21()00 4附圖1：屋架桿件幾何長度（單位：mm）3、屋蓋支撐布置根據(jù)車間長度、屋架跨度和荷載狀況，設(shè)立四道上、下弦橫向水平支撐。因柱網(wǎng)采用 封閉結(jié)合，為統(tǒng)一支撐規(guī)格，廠房兩端勺橫向水平支撐設(shè)在第二柱間。在第一柱間勺上弦 平面設(shè)立剛性系桿保證安裝時上弦桿勺穩(wěn)定，第一柱間下弦平面也設(shè)立剛性系桿以傳

4、遞山 墻風荷載。在設(shè)立橫向水平支撐勺柱間，于屋架跨中和兩端共設(shè)四道垂直支撐。在屋脊節(jié) 點及支座節(jié)點處沿廠房縱向設(shè)立通長勺剛性系桿，下弦跨中節(jié)點處設(shè)立一道縱向通長勺柔 性系桿，支撐布置見附圖2。圖中與橫向水平支撐連接勺屋架編號為GWJ-2，山墻勺端屋架編號為GWJ-3，其她屋架編號均為GWJ-1。附圖2：屋面支撐布置圖（單位：mm）三、荷載和內(nèi)力計算1、荷載計算屋架和支撐自重按照經(jīng)驗公式 q =(0.12+0.011 L ) = (0.12+0.011X21)80.35 kN/m2荷載計算匯總表項目名稱原則值kN/m2設(shè)計值kN/m2備注1防水層(三氈四油)0.40.48沿屋面坡向分布2水泥砂漿

5、找平層0.40.48沿屋面坡向分布3泡沫砼保溫層0.10.12沿屋面坡向分布4水泥砂漿找平層0.50.6沿屋面坡向分布5預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板1.41.68沿屋面坡向分布6屋架和支撐自重0.350.42沿水平分布恒荷載合計3.153.787屋面均布活荷載0.350.49沿水平面分布，計算中取兩者中勺較大值8雪荷載0.450.639積灰何載0.350.49活荷載合計0.81.12由于屋面坡度不大，對荷載日勺影響較小，未予考慮。風荷載為吸力，重屋蓋可不考慮。2、荷載組合計算屋架桿內(nèi)力時，應(yīng)考慮如下三種荷載組合：正常使用階段：“全跨恒荷載+全跨屋面均布活荷載”和“全跨恒荷載+半跨屋面均布活荷載”，恒

6、荷 載和活荷載引起勺節(jié)點荷載設(shè)計值P恒及舌分別為：P恒=3.78X1.5X6 = 34.02 kNP活 =1.12X1.5X6=10.08 kN施工階段：“全跨屋架及支撐自重+半跨屋面板+半跨屋面活荷載”，這時只有屋架及支撐自重是 分布于全跨日勺恒荷載，而屋面板自重及施工荷載（取屋面活荷載與雪載數(shù)值較大日勺）即也 許出目前左半跨，也也許出目前右半跨，取決于屋面板日勺安裝順序。當從屋架兩端對稱安 裝屋面板時，則不必考慮此種荷載組合。施工階段恒荷載和活荷載引起勺節(jié)點荷載設(shè)計值 P恒和活分別為：P恒=0.42X1.5X6 = 3.78 kNP活=（1.68+0.63）X1.5X6 = 20.79 k

7、N3、內(nèi)力計算一方面計算出荷載作用下各桿力系數(shù)。根據(jù)算得勺節(jié)點荷載（P恒、匕舌）和桿力系數(shù)， 計算各桿件內(nèi)力并組合得出各桿件勺最不利內(nèi)力組合。拌力系數(shù)內(nèi)力值計算稈內(nèi) 力組合1 頁日使用陸段施工防段PlS x 3 P 活 1P活TP恒淄P 活 1P活戶左半暗右半踣全暗全暗恒載左半蹬右半跨全躊恒載左半躊右半暗123456789上弦蠟F. c.2s-0.0*-1 Q?-0 &-0. 10-0 1；-0.跛T. 21-1 324+S+F0C-5. 33-2. H-7.5-255. 15-53. 73-21. 87-28. 35-110. 81-45. 11-330. 754+5+6CD-5 33-2.

8、 r-7.5-255. 15-53. 7 .-21.辨-2S. 35-110. 81-狷11-330. 75目+B+6DE-7 35由:俱一11. 29-384.09-.09汗 39 12-42. 68-152. 01-01. 91新.894+5+dEF7 353.皴-11. 29-394;p974,.；09-39 72-42： 6S-152. 01祇1. 91T 臼7. 894+EFG-6 06-5. 32盤1公18-414:6-69. -5-53. 63-46. 04r142. 62-110 -537. 144+S+E3H-6 86-5. 32-1 葵 18-414. 9招FI2日ft2F

9、. 53 -p： 5-0. &4-18/ 37-5. 34-0. 1(J-2.04-11. 02-0. 21-23. 814+5+dCb0買0t如-睥69-Q OSD. DO-口 74-20： 52r.oo-43. 664+5+fiEc.O. 980-0. 9839/34-y. &8D. ,00：-20. WC. 0Q-43. 224+5+6Gd，為.370-0. 77-aa.ot?-9. 13成.003：.6.7.-20, 170.100一憶7B中E+6He-0 06-O；06-0. 1 富-A. 08-0. 63e 00-0.45-1. 2525-5. 294+5+6桿力系數(shù)計算模型四、桿

10、件截面選擇1、上弦部分：最大內(nèi)力桿件：FG =-537.14 KN、GH =-537.14 KN屋架上弦截面統(tǒng)一不變，取上弦最大設(shè)計桿力計算。、=1508 mm（屋架平面內(nèi)），、 = l=3000mm（屋架平面外）（考慮大型屋面板能起到一定日勺支撐作用，故一般取兩塊屋面 1板勺寬度，但不不小于3.0 m,未考慮屋面板之間灌縫解決勺寬度）。根據(jù)計算，腹（斜） 桿最大設(shè)計內(nèi)力Na= -337.37 kN，查表（課程設(shè)計指引書 表5），得中間節(jié)點板厚度t =10 mm，支座節(jié)點板厚t = 12 mm。選擇跨中斜腹桿截面時均按壓桿考慮并控制長細比不 不小于150,即：入= 150。4 N 537.14 x103 A =s中f按穩(wěn)定條件計算所需毛截面面積：查（鋼構(gòu)造第二版武漢理工大學(xué)出版社）表5.3 知由雙角鋼構(gòu)成勺T