21米梯形钢屋架设计书

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1、一、设计资料天津地区一单跨物资仓库，长96米，跨度为21米，钢筋混泥土柱（400×400），柱距6米，混凝土标号为C30，采用无檩屋盖体系，梯形钢屋架。屋面檐口离地面高度13.5米，设计温度高于-20℃。屋面坡度i=1:10，采用1.5m×6.0m预应力混凝土大型屋面板，标准值为1.4kN/m2；20厚水泥砂浆找平层，标准值为0.4kN/m2；泡沫混凝土保温隔热层，标准值为0.3kN/m2；八层做法卷材屋面防水层，标准值为0.35kN/m2。屋面积灰荷载0.45kN/m2，雪荷载为0.40kN/m2，风荷载为0.5kN/

2、m2。屋架铰支在钢筋混凝土柱上，上柱截面为400mm×400mm。其他资料参照相关标准规定。根据天津地区的计算温度和荷载性质及连接方法，钢材选用Q235-B。焊条采用E43型，手工焊。二、屋架形式及尺寸无檩屋盖，i＝1/10，采用平坡梯形屋架。屋架计算跨度为L0＝L-300＝20700mm，端部高度取H0＝1990mm，中部高度取H＝H0+1/2iL＝1990+0.1×2100/2＝3040mm，屋架杆件几何长度见附图1所示，屋架跨中起拱42mm（按L/500考虑）。为使屋架上弦承受节点荷载，配合屋面板1.5m的宽度，腹

3、杆体系大部分采用下弦间长为3.0m的人字式，仅在跨中考虑到腹杆的适宜倾角，采用再分式。屋架杆件几何长度（单位：mm）三、屋盖支撑布置根据车间长度、屋架跨度和荷载情况，设置四道上、下弦横向水平支撑。因柱网采用封闭结合，为统一支撑规格，厂房两端的横向水平支撑设在第二柱间。在第一柱间的上弦平面设置刚性系杆保证安装时上弦杆的稳定，第一柱间下弦平面也设置刚性系杆以传递山墙风荷载。在设置横向水平支撑的柱间，于屋架跨中和两端共设四道垂直支撑。在屋脊节点及支座节点处沿厂房纵向设置通长的刚性系杆，下弦跨中节点处设置一道纵向通长的柔性系杆，

4、支撑布置见附图2。第13页共13页附图2：屋面支撑布置图（单位：mm）四、荷载计算与组合1、荷载计算永久荷载设计值：防水层（八层做法）0.35kN/㎡×1.2=0.42kN/m2找平层（20mm厚水泥砂浆）0.4kN/㎡×1.2=0.48kN/m2泡沫混凝土保温层0.35kN/㎡×1.2=0.42kN/m2预应力混凝土大型屋面板1.40kN/㎡×1.2=1.68kN/m2钢屋架和支撑自重（0.12+0.011×21）×1.2=0.42kN/㎡共3.387kN/㎡可变荷载设计值：雪荷载0.40kN/㎡×1.4=0.56kN

5、/m2积灰荷载0.45kN/㎡×1.4=0.63kN/m2共1.19kN/㎡由于屋面坡度不大，对荷载的影响较小，未予考虑。风荷载为吸力，重屋盖可不考虑。2、荷载组合计算屋架杆内力时，应考虑如下三种荷载组合：使用阶段“全跨恒荷载+全跨屋面均布活荷载”和“全跨恒荷载+半跨屋面均布活荷载”。恒荷载和活荷载引起的节点荷载设计值及分别为：＝3.18×1.5×6＝28.62kN第13页共13页＝1.19×1.5×6＝10.71kN施工阶段“屋架及支撑自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载”。这时只有屋架及支撑自重是分布于全跨的恒荷载，

6、而屋面板自重及施工荷载（取屋面活荷载数值）即可能出现在左半跨，也可能出现在右半跨，取决于屋面板的安装顺序。当从屋架两端对称安装屋面板时，则不必考虑此种荷载组合。施工阶段恒荷载和活荷载引起的节点荷载设计值和分别为：＝0.42×1.5×6＝3.78kN＝（1.68+0.63）×1.5×6＝20.79kN五、内力计算采用图解法计算屋架在左半跨单位集中荷载作用下的杆力系数。根据算得的节点荷载和杆力系数，进行杆件内力组合并求出各杆的最不利内力。杆力组合表杆件名称杆力系数内力值计算杆内力组合项目P＝1使用阶段施工阶段P恒×3P活×1

7、P活×2P恒×3P活×1P活×2在左半跨在右半跨全跨全跨恒载在左半跨在右半跨全跨恒载在左半跨在右半跨123456789上弦AB-0.02-0.01-0.03-0.86-0.21-0.11-0.11-0.42-0.21-1.184+5+6BC-5.33-2.17-7.5-214.65-57.08-23.24-28.35-110.81-45.11-294.984+5+6CD-5.33-2.17-7.5-214.65-57.08-23.24-28.35-110.81-45.11-294.984+5+6DE-7.35-3.94-

8、11.29-323.12-78.72-42.20-42.68-152.81-81.91-444.044+5+6EF-7.35-3.94-11.29-323.12-78.72-42.20-42.68-152.81-81.91-444.044+5+6FG-6.86-5.32-12.18-348.59-73.47-56.9