轻型屋面三角形钢屋架12米跨度_-_副本

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1、轻型屋面三角形钢屋架设计说明书学    生：XXX学号：XXXXXXXXXX指导教师：付建科 （三峡大学 机械与材料学院）1设计资料与材料选择设计一位于杭州市近郊的单跨屋架结构(封闭式)，要求结构合理，制作方便，安全经济。原始资料与参数如下：①、单跨屋架总长36m,跨度12m，柱距S=4m；②、屋面坡度i=1∶3，恒载0.3kN/mm2，活(雪)载0.3kN/mm2；③、屋架支承在钢筋混凝土柱顶，混凝土标号C20，柱顶标高6m；④、屋面材料：波形石棉瓦(1820×725×8)；⑤、钢材标号：Q235-B.F,其设计强度为215N∕mm⑥、焊条型号：E43型；⑦、荷载计算按全跨永久荷

2、载+全跨可变荷载(不包括风荷载)，荷载分项系数取：γG=1.2，γQ=1.4。2屋架形式及几何尺寸对于于屋面坡度较大(i≤1/8)的屋盖结构多用三角形钢屋架，而且三角形芬克式轻型钢屋架一般均为平面桁架式，其构造简单，受力明确，腹杆长杆受拉，短杆受压，受力较小，且制作方便，易于划分运送单元，适用于坡度较大的构件自防水屋盖。本课题采用八节间的三角形芬克式轻钢屋架。已知屋面坡度i=1∶3，即，屋面倾角：屋架计算跨度：L0=L-300=12000-300=11700mm屋架跨中高度：上弦长度：上弦节间长度：上弦节间水平投影长度：根据已知几何关系，求得屋架各杆件的几何长度如图1所示(因对称，

3、仅画出半榀屋架)。3屋架支撑布置3.1屋架的支撑①.在房屋两端第一个柱间各设置一道上弦平面和下弦平面横向支撑(如图2)。②.在与横向支撑同一柱间的屋架长压杆D-2和D-2′处各设置一道垂直支撑，以保证长压杆平面的计算长度符合规范要求。③.对于有檩屋架，为了协调支撑，在各屋架的下弦节点2和2′各设置一道通长柔性水平系杆，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处的檩条代替。3.2屋面檩条及其支撑1.确定檩条波形石棉瓦长1820mm，要求搭接长度≧150mm，且每张瓦至少要有三个支承点，因此最大檩条间距则半榀屋面所需檩条数考虑到所需平面横向

4、支撑节点处必须设置檩条，实际取半跨屋面檩条数=9根，檩条间距可以满足要求。这里我们试选用[8槽钢，查型钢表可得，，。檩条在屋面荷载q的作用下将绕截面的两个主轴弯曲。若荷载偏离截面的弯曲中心，还将受到扭矩的作用，但屋面板的连接能起到一定的阻止檩条扭转的作用，故设计时可不考虑扭矩的影响，而按双向受弯构件计算。型钢檩条的壁厚较大，可以不计算其抗剪和局部承压强度。2．檩条验算⑴.荷载计算恒载,活载，则檩条均布荷载设计值图3所示实腹式檩条在屋面竖向荷载q作用下，檩条截面的两个主轴方向分布承受和分力作用。图3槽钢檩条受力示意图则⑵．强度验算檩条承受双向弯曲时，按下列公式计算强度：查表可知截面塑

5、性发展系数，，故所以满足要求。⑶．刚度验算当檩条间设有拉条时，檩条只需计算垂直于屋面方向的最大挠度，计算挠度时，荷载应取其标准值。荷载标准值：则能满足刚度要求。4屋架的内力计算4.1杆件的轴力载荷计算：恒载，活载，屋面水平投影面上的荷载设计值为为求杆件轴力，把荷载化成节点荷载：由于屋架及荷载的对称性，只需计算半榀屋架的杆件轴力。由《建筑结构静力计算手册》查得内力系数，计算出各杆内力如表。图表1杆件内力系数及内力值杆件内力系数内力设计值全跨屋面荷载P的内力系数AB-11.07-73.84BC-10.75-71.70CD-10.44-69.63DE-10.12-67.50A-110.5

6、070.041-29.0060.032-36.0040.02B-1D-4-0.95-6.34C-1C-41.5010.01C-2-1.90-12.67E-300E-44.5030.022-43.0020.014.2上弦杆的弯矩屋架上弦杆在节间荷载作用下的弯矩，按下列近似公式计算：上弦杆短节间的最大正弯矩其他节间的最大正弯矩和节点负弯矩是视上弦节间杆段为简支梁时的最大弯矩，计算时屋架及支撑自重仅考虑上弦杆重量。上弦杆节间集中荷载节间简支梁最大弯矩端节间最大正弯矩其它节间最大正弯矩和节点负弯矩5、屋架杆件截面设计根据弦杆最大内力查《钢结构设计指导与实例精选》P159页表3-12钢屋架节

7、点板厚度选用表，可选择支座节点板厚度8mm，中间节点板厚度6mm。角钢规格不宜小于∟45×4或56×36×4，有螺栓孔时，角钢的肢宽须满足螺栓间距要求。放置屋面板时，上弦角钢水平肢宽须满足搁置尺寸要求。5.1上弦杆整个上弦杆采用等截面通长杆，以避免采用不同界面时的杆件拼接。弯矩作用平面内的计算长度侧向无支撑长度对于由两个角钢组成的T形截面压弯构件，一般只能凭经验或参考已有其它设计图纸试选截面而后进行验算，不合适时再作适当调整，直至合适为止。试选上弦杆截面为2∟80×7