米梯形钢屋架

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1、一、设计资料：1.某单层单跨工业厂房，跨度18m，长度102m。2.厂房柱距6m，钢筋混凝土柱，混凝土强度等级C20，上柱截面尺寸400400，钢屋架支承在柱顶。3.吊车一台150T，一台30T，吊车平台标高+12.000m。4.荷载标准值(1)永久荷载：屋面材料自重：0.6kN/m2屋架及支撑自重：按经验公式kN/m2计算：0.318kN/m2(2)可变荷载：屋面活荷载标准值：0.5kN/m2雪荷载标准值：0.5kN/m2积灰荷载标准值：0.4kN/m2（3）风荷载：B类地区，,基本风压：3.0

2、kN/m2钢材采用Q235-B。焊条采E43型，手工焊。桁架计算跨度：lo=18-20.15=17.7m1.选用屋架的杆件布置和几何尺寸如图-1图-114/14桁架支撑布置如图2所示：14/14三.荷载计算由于i=1/10，则：α=5.71°，cosα=0.995。计算竖向节点荷载时，按水平投影面计算。节点荷载即为1.5m*6m内的荷载。1）永久荷载计算：预应力钢筋混凝土大型屋面板:1.4/0.995=1.407kN/m2屋面材料自重：0.6/0.995=0.603kN/m2屋架自重：0.318/

3、0.995=0.320kN/m2永久荷载标准值qk=2.33kN/m22）可变荷载计算：屋面活载标准值0.5kN/m2雪荷载标准值（屋面水平投影）sk=μr∙s0=1×0.5=0.5kN/m2积灰荷载标准值0.4kN/m23)风荷载标准值(垂直于受风表面)ωk=βzμsμzω0(kN/m2)今：风振系数βz=1.0；风压高度变化系数μzB=1.0(z10)0.32=1.099;屋面倾角α=21.8°可得迎风面屋面体型系数μs=-0.97，背风面μs=-0.5风荷载标准值为迎风面ωk=1.0×（-0

4、.97）×1.099×3=-3.2kN/m2背风面ωk=1.0×（-0.5）×1.099×3=-1.65kN/m2由于风荷载标准值比较大，桁架应考虑以下四种组合情况：a.全跨永久荷载+全跨可变荷载全跨节点荷载设计值：F=(1.2×2.33+1.4×0.5+1.4×0.4)×1.5×6=36.504kNb.全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨结点永久荷载设计值：14/14F1=1.2×2.33×1.5×6=25.164kN半跨结点可变荷载设计值：F2=1.4×0.9×1.5×6=11.34kNc.全跨桁架

5、包括支撑+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载全跨节点桁架自重设计值：F3=1.2×0.320×1.5×6=3.45kN半跨节点屋面板自重及活荷载设计值：F4=(1.2×1.407+1.4×0.9)×1.5×6=26.54kNd.全跨永久荷载+半跨风荷载全跨结点永久荷载设计值F5=1.0×2.33×1.5×6=20.97kN半跨结点风荷载设计值F6=1.4×(-3.2)×1.5×6=-40.32kNa，b为使用阶段荷载情况，c为施工阶段荷载情况。屋架在上述四种荷载组合作用下的相关计算简图如图3所示：四．

6、内力计算14/14五．杆件截面设计1.上弦杆整个上弦采用等截面，按FG杆件的最大设计内力设计，即N=-332.26KN上弦杆计算长度：在桁架平面内，为节间轴线长度：lox=1507.5mm在桁架平面外，根据支撑布置和内力变化情况，取：loy=2×1507.5=3015mm截面宜选用长边外伸的两不等边角钢由于腹杆最大内力N=-237.35KN，查表得，中间节点板厚度选用8mm，支座节点板选用10mm设=70，查教材附录1.2得=0.751。14/14需要截面积：A=Nφf=3322600.751×2

7、15=2057.38mm2需要的回转半径：ix=lox=150.7570=2.15cmiy=loy=301.570=4.31cm根据所需要的A、ix、iy查角钢规格表，选用2∟100×80×6，A=2127.4mm2、ix=2.4cm、iy=4.61cm。截面验算x=loxix=1507.521.5=70.12,因为b1t=16.67<0.56loy/b1=16.89,近似取yz=y=loyiy=69.95,均满足长细比≤=150因为x>y，所以只求σx查表得φx=0.746，则：σx=NφA=3

8、322600.746×2127.4=209.36MPa<215MPa故所选截面合适2.下弦杆整个下弦杆采用同一截面，按最大内力所在的eg杆计算最大拉力N=338.72kN最大压力N=-19.6KN计算长度lox=3000mmloy=177002=8850mm所需截面积：A=Nf=338720215=1575.44mm2查表得，选用2∟90×56×6，ix=1.58cm、iy=4.49cm肢背间距a=8mm截面验算：x=loxix=300015.8=189.87≤=350y=loyi