18m跨度轻型屋面三角形钢屋架设计说明书

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1、轻型屋面三角形钢屋架设计说明书学生：王红娥学号：2006106223指导老师：付建科雷小平卢泽民一、设计资料及说明设计一位于杭州市近郊的封闭式单跨屋架结构，要求结构合理，制作方便，安全经济。1．单跨屋架，平面尺寸分别为：36m×18m，柱距S=4m。2．屋面材料：波形石棉瓦（1820×725×8）。3．屋面坡度i=1：3；跨度：18m；屋架承受的荷载：恒载：；活载：。4．屋架支承在钢筋混凝土柱顶，混凝土标号C20，柱顶标高6m。5．钢材标号：Q235-B。6．焊条型号：E43型。7．荷载计算按全跨永久

2、荷载+全跨可变荷载（不包括风荷载）考虑，荷载分项系数取：γG=1.2，γQ=1.4。二、屋架杆件几何尺寸根据所用屋面材料的排水需要及跨度参数，采用芬克式十二节间三角形屋架。屋架坡度：；屋面倾角：，，；屋架的计算跨度：==18000－300=17700mm；屋架跨中高度：h=/(2×3)=2950mm；上弦长度：L=/(2cos)=9329mm；节间长度：=L/6=9329/6=1555mm；节间水平投影尺寸长度：==1475mm。根据几何关系，得屋件各杆件的几何尺寸如图1所示：图1.屋架杆件几何长度（

3、mm）三、屋盖支撑布置（一）屋盖的支撑如图2所示：图2屋架的支撑布置示意图1．在房屋两端第一个柱间各设置一道上弦平面横向支撑和下弦平面横向支撑。2．在与横向支撑同一柱面的屋架长压杆D-2和D′-2′（如图2中b和c）处各设置一道垂直支撑，以保证长压杆出平面的计算要求符合规范。3．在各屋架的下弦节点2和2′各设置一通长柔性水平系杆，水平系杆的始终端连于屋架垂直支撑的下端节点处。4．上弦横向支撑和垂直支撑节点处的水平系杆均由该出的檩条代替。（二）屋面檩条及支撑.1．檩条波形石棉瓦长1820mm,要求搭接长

4、度不小于150mm,且每张瓦至少要有三个支撑点，因此最大檩条间距：半跨屋面所需檩条数：根考虑到上弦平面横向支撑节点处必须设置檩条，实际取半跨屋面檩条数根，檩条间距：，满足要求。载荷计算：屋面水平投影面上的载荷设计值：为求杆件轴力，把载荷化成节点载荷：kN檩条选用槽钢，由表得相关系数（1）荷载计算恒载：活载：则檩条均匀载荷设计值（2）强度验算：如图3所示檩条x方向檩条y方向图3檩条弯矩设计值檩条的最大应力（3）刚度验算：在沿屋面方向有拉杆，可只验算垂直于屋面方向的挠度。荷载标准值：综上：选用［8槽钢能满

5、足要求。四、屋架的内力计算（一）杆件轴力按课题要求，根据建筑结构手册查得内力系数和计算出内力见表1和图4表1P=9.204KN图4屋架杆件轴力设计值（单位：kN）（二）上弦杆弯矩上弦杆端节间的最大正弯矩：M1=0.8M0其他节间的最大正弯矩和节点负弯矩为M2=0.6M0上弦杆节间集中载荷：节间最大弯矩则五、屋架杆件截面设计在三角形屋架中，根据弦杆最大内力Nmax=160.06N，查焊接屋架节点，板厚选用表，选择支座节点板厚8mm，其它节点板厚6mm。（一）上弦杆整个上弦杆采用等截面通常杆，以避免采用不

6、同截面时的杆件拼接。弯矩作用平面内的计算长度侧向无支撑长度试选上弦杆截面2T70×7：相关参数为，1.强度验算条件取A-B段上弦杆验算：轴心压力N=160.06KN最大正弯矩（节间）最大负弯矩（节点）正弯矩截面：负弯矩截面：可知上弦杆强度满足要求。2.弯矩作用平面内的稳定验算应按下列规定计算：（1）对角钢水平边1：（2）对角钢数值边趾尖2：因考虑杆段相当于两端支撑的构件，其上同时作用有端弯矩和横向载荷并使构件产生反向曲率的情况，故按规范取等效弯矩系数。属b类截面，查表得欧拉临界角杆段A-B轴心压力N=

7、160.06=用最大正弯矩进行验算：用最大负弯矩进行验算时，同样1.弯矩作用平面外的稳定验算条件因侧向屋支撑长度，故应验算上弦杆的A-B-C段在弯矩作用平面外的稳定性。截面影响系数，等效弯矩系数轴心压力计算长度属b类截面，查表得用最大正弯矩进行验算对弯矩使角钢水平边受压的双角钢T形截面构件，规范规定整体稳定系数可按下式计算得用最大负弯矩进行验算对弯矩使角钢水平边受拉的双角钢T形截面的构件，查表取受弯构件整体稳定系数=1.0，得平面外长细比和稳定性均满足要求。4．局部稳定验算条件翼缘自由外件宽厚比弯矩腹

8、板自由边受压的压弯构件，腹板高厚比应满足当时，当时，对由2L70×7组成的T形截面压弯构件：翼缘=腹板满足。所选上弦杆截面完全符合各项设计要求，截面适用。（一）、下弦杆（轴心受拉构件）整个下弦杆不改变截面，采用等截面通常杆。首先按杆段A-1的强度条件和中段下弦杆的长细比条件选择截面。杆段A-1轴心拉力N=151.87kN。下弦杆的计算长度为需要选用（2）下弦杆截面选择整个下弦杆采用相同的截面，以节间1-8的最大轴力来选择截面：，，初选下弦杆截面为2∟56