梯形钢屋架设计.doc

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1、1.仅供参考步骤和过程，必须采用自己的数据！2.图号必须按顺序编号，正文中在图出现的附近必须对图有说明，如“见图、如图等”，本文中图号有些乱，不能照抄！目录1设计资料12屋架形式及几何尺寸13支撑的布置24荷载计算35内力计算46杆件复核57节点复核10采用PKPM软件进行设计，对杆件和部分节点进行手算复核。1设计资料1.1结构形式跨度为21m，总长90m，柱距6m，采用梯形钢屋架。1.2屋架尺寸及选材屋架端部高度设计为1.8m，屋面坡度为1/10，采用Q235钢，E43型焊条。1.3荷载标准值恒载有：防水

2、层、找平层、保温层等1.7kN/m2预应力混凝土屋面板（含灌缝）1.5kN/m2屋架及支撑自重0.351kN/m2活载有：屋面均布活载0.5kN/m2雪荷载0.35kN/m2积灰荷载0.5kN/m2屋面为重屋面，不考虑风荷载；抗震设防烈度为6度，不考虑地震作用。2屋架形式及几何尺寸(1)计算跨度；(2)屋架中部高度；(3)屋架跨中起拱高度L/500=42mm，实取50mm；(4)几何尺寸如下图1所示：图1屋架几何尺寸示意图（单位：mm）3支撑的布置支撑布置必须与自己的跨度、屋架外形、特别是下弦系杆间距必须与

3、PKPM建模和计算时的下弦平面外计算长度相对应，不能照抄！根据车间长度、屋架跨度和荷载情况，上、下弦各设两道横向水平支撑，具体见支撑布置图2。a上弦支撑b下弦支撑c1-1剖面垂直支撑图2屋面支撑布置（单位：mm）SC－上弦支撑；XC－下弦支撑；CC－垂直支撑；GG－刚性系杆；LG－柔性系杆4荷载计算屋面活荷载与雪荷载不同时组合，屋面活荷载大于雪荷载，故只取屋面活荷载进行计算。由于屋面坡度较小，可以将沿斜面分布的荷载均视为水平投影面上的荷载。计算时，竖向节点荷载取1.5m×6.0m面积的荷载。详见表1、表2。

4、表1恒载计算恒载防水层、找平层、保温层等1.7kN/m2预应力混凝土屋面板（含灌缝）1.5kN/m2屋架及支撑自重0.351kN/m2小计3.551kN/m2表2活载计算活载屋面均布活载0.5kN/m2积灰荷载0.5kN/m2小计1kN/m2节点荷载标准值：kN，kN5内力计算按由可变荷载效应控制的组合计算：kN按由永久荷载效应控制的组合计算：kN因此计算按永久荷载效应控制的组合进行，采用PKPM软件将内力、参数输入，初步选定截面进行计算，直到PKPM计算无不符合要求的杆件。活荷载输入时应该按互斥荷载分别输

5、入“全跨荷载”与“半跨荷载”两组数据。内力图如图3所示。屋架几何尺寸图也要画一半。图3杆件内力图（单位：kN）根据腹杆的最大设计内力kN，取中间节点板厚为10mm，支座节点板厚为12mm。6杆件复核Q235钢，厚度不大于16mm时，N/mm2，N/mm2钢号，板厚对强度的取值都有影响6.1上弦杆yyxx10图4上弦杆截面整个上弦杆采用同一种截面类型，为2L140×90×12不等边角钢短肢相并。（图4）kN由角钢间距a=10mm查表得A=2640×2=5280mm2，＝2.54cm，＝6.81cmPKPM中查

6、得数据以m为基本单位，压杆的容许长细比计算长度：mm（节点间轴线长度）mm取3000mm即可（按大型屋面板与屋架保证三点焊接考虑，取为两块屋面板宽）(1)刚度验算：＜（满足）＜（满足）因为，所以对y轴考虑扭转需采用换算长细比，参见教材P115＜（满足）(2)整体稳定性验算：截面有削弱，净截面强度也需验算截面对x轴为b类，对y轴为b类，由Q345钢需换算后查稳定系数表，查表得：线性内插值求稳定系数因此N/mm2＜N/mm2（满足）6.2下弦杆10xxyy图8下弦杆截面整个下弦杆采用同一种截面类型，为2L125

7、×80×10不等边角钢短肢相并。（图8）kN由角钢间距a=10mm查表得A=1970×2=3940mm2，＝2.26cm，＝6.11cm，拉杆的容许长细比桁架受拉杆件容许长细比取250计算长度：mm（节点间轴线长度），mm（跨中有通长细杆）下弦杆平面外计算长度等于下弦侧向支撑点间的距离，即下弦系杆的间距，应与PKPM建模时输入的下弦杆平面外计算长度一致(1)刚度验算：＜（满足）＜（满足）(2)强度验算：计算强度时应采用净截面面积0.85N/mm2＜N/mm2（满足）6.3端斜杆AGxxyy10图9端斜杆截面

8、端斜杆采用2L110×70×10不等边角钢长肢相并（图9）kN由角钢间距a=10mm查表得A=1720×2=3440mm2，＝3.48cm，＝2.96cm，压杆的容许长细比计算长度：mm端斜杆计算长度等于其实际长度(1)刚度验算：＜（满足）＜（满足）因为所以对y轴考虑扭转需采用换算长细比，参见教材P115。下同＜（满足）(2)整体稳定型验算：截面对x轴为b类，对y轴为b类，由，查表得：因此N/mm2＜N/mm2（