15米跨度三角形屋架芬克式设计

《15米跨度三角形屋架芬克式设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、课程设计（论文）题目15米跨度三角形钢屋架设计作者班级学号指导教师设计任务分配：屋架跨度15米，柱距7.5米，屋架采用三角形屋架芬克型腹杆。2013年6月21日-28-钢屋架设计计算一、设计资料屋面采用三角形钢屋架、石棉水泥波形瓦屋面（重量200N/m2），轻钢檩条及拉条（重量100N/m2）。钢屋架两端支撑于钢筋混凝土柱上，上柱截面为400×400（砼等级C25）。基本风压W0=350N/m2，屋面均布活载或雪载为500N/m2，积灰荷载为100~500N/m2，无抗震要求。钢屋架材料为Q235-B钢，焊条采用E43型，手工焊接。该厂

2、房横向跨度为15m，房屋长度为120m，柱距（屋架间距）为7.5m，屋面坡度为1/3。二、屋架布置及几何尺寸屋面坡度为i=1：3,屋面倾角α=arctg（1/3）=18.435°，sinα=0.3162，cosα=0.9487屋架计算跨度l0=l－300＝15000－300=14700mm屋架跨中高度h=l0×i/2=14700/(2×3)=2450mm上弦长度L=l0/2cosα≈7747mm节间长度a=L/6=7747/6≈1291mm节间水平段投影尺寸长度a＇=acosα=1291×0.9487=1225mm根据几何关系，得屋架各

3、杆件的几何尺寸如图1所示屋架几何尺寸图三、（1）支撑布置-28-（2）屋面檩条及其支撑波形石棉瓦长1520mm，要求搭接长度-28-150mm，且每张瓦至少要有三个支撑点，因此最大的檩条间距为a=半跨屋面所需檩条数n=考虑到上弦平面横向支撑节点处必须设置檩条，为了便于布置，实际取半跨屋面檩条数13根，则檩条间距为：a=可以满足要求。三、荷载计算1、荷载永久荷载石棉水泥波形瓦屋面200N/m2=0.2KN/m2轻钢檩条及拉条100N/m2=0.1KN/m2屋架及支撑自重282N/m2=0.282KN/m2小计∑0.582KN/m2可变荷载

4、均布活载或雪载500N/m2=0.50KN/m2积灰荷载175N/m2=0.175KN/m21)全跨屋面恒荷载作用下上弦集中恒荷载标准值P=0.582×7.5×0.6455×=2.67KN上弦节点恒荷载P=2P=2×2.67=5.34KN2）全跨雪荷载和灰荷载作用下上弦节点雪荷载和灰荷载P=0.675×7.5×0.6455×=3.10KN上弦集中雪荷载和灰荷载标准值P=2P=2×3.10=6.20KN假定基本组合由可变荷载效应控制，则上弦节点荷载设计值为1.2×5.34+1.4×6.2=15.09KN若基本组合由永久荷载效应控制，则上弦

5、节点荷载设计值为1.35×5.34+1.4×0.7×6.2=13.29KN。综上可知，本工程屋面荷载组合由可变荷载效应控制。3）风压高度变化系数=1.0坡度为i=1/3α=18.435°风压高度变化系数为1.0风载体系系数：背风面=-0.5迎风面=-0.5-28-迎风面:w1=1.0×（-0.5）×1.0×0.35=0.175KN/m2垂直于屋面，为风吸力背风面:w2=1.0×（-0.5）×1.0×0.35=0.175KN/m2垂直于屋面，为风吸力由檩条传给屋架上弦的集中风荷载标准值W=-0.175×0.675×7.5=-0.89KN，

6、上弦节点风荷载标准值P=2W=2×（-0.89）=-1.78KN。全跨屋架和支撑自重产生的节点荷载：P=0.282×7.5×0.6455×=1.30KN作用于半跨的屋面板及活载产生的节点荷载：取屋面可能出现的活载P=（1.2×0.2+1.4×0.675）×7.5×0.6455×=5.44kN4)上弦杆的弯矩由《钢结构与组合结构》查的，上弦杆端节间最大正弯矩：M=0.8M，其它节间最大正弯矩和节点负弯矩为M=±0.6M。上弦杆节间集中载荷P=15.09kN节间最大弯矩M=Pl/4=15.09×1.291/4=4.870kN·m端节间M=0

7、.8M=0.8×4.870=3.896kN·m中间节间及节点M=±0.6M=±0.6×4.870=2.922kN·m2、荷载组合设计屋架时，应考虑以下四种荷载组合：（1）全跨永久荷载+全跨可变荷载（2）全跨永久荷载+半跨可变荷载（3）全跨永久荷载+风荷载（4）全跨屋架与支撑+半跨屋面板+半跨屋面活荷载四、内力计算按力学求解器计算杆件内力，然后乘以实际的节点荷载，屋架要上述第一种荷载组合作用下，屋架的弦杆、竖杆和靠近两端的斜腹杆内力均达到最大值，在第二和第三种荷载作用下，靠跨中的斜腹杆的内力可能达到最大或发生变号，因此，在全跨荷载作用下所

8、有杆件的内力均应计算，而在半跨荷载作用下，仅需计算近跨中的斜腹杆内力，取其中不利内力（正、负最大值）作为屋架的依据。具体计算见图屋架各杆内力组合见表。-28-全跨荷载布置图全跨荷载轴力图左半跨荷载布置图左半