普通钢屋架设计例

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1、普通钢屋架设计例题设计资料：某车间跨度为30m，总长度为102m，柱距6m。车间内设有两台30／5t中级工作制桥式吊车。屋面采用1.5×6m预应力钢筋混凝土大型屋面板和卷材屋面，屋面坡度i=1:10，采用梯形屋架。屋架支承在钢筋混凝土柱上，上柱截面400×400㎜，混凝土标号为C20。屋面活荷载标准值为0.7kN/mm2，雪荷载标准值0.5kN/mm2。屋架钢材选用Q235，焊条采用E43型，手工焊。屋架形式及几何尺寸如图1所示。图1　屋架形式及几何尺寸设计要求：根据所给设计资料，进行屋架支撑布置，屋架杆件、节点设计，并绘制屋架施工图。解：1、支撑布置车间

2、总长102m，大于60m，共设置三道上、下弦横向水平支撑。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，以保证安装时上弦的稳定，在第一柱间的下弦平面也设置刚性系杆传递山墙的风荷载；在设置横向水平支撑的同一柱间，分别在屋架的两端和跨中共设置垂直支撑三道；屋脊节点及屋架支座处设置通长刚性系杆，屋架下弦跨中设一道通长柔性系杆。支撑布置如下图2。　　　　　　　　　　　　　　屋架上弦平面支撑布置图　　　　　　　　　　　　　　屋架下弦平面支撑布置图　　　　　　　　　　　屋架端部垂直支撑1－1布置图　　　　　　　　　　　屋架跨中垂直支撑2－2布置图　　　　

3、　　　　　　　　　　　图2　屋架支撑布置图2、荷载计算（由分析可知由永久荷载效应控制）屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，从设计资料可知屋面活荷载大于雪荷载，故可变荷载仅考虑屋面活荷载。永久荷载：预应力钢筋混凝土大型屋面板（包括灌缝）　　　　1.4×1.35=1.89kN/mm2防水层(三毡四油，上铺小石子)　　　　　　　　0.4×1.35=0.54kN/mm220㎜厚水泥砂浆找平层20×0.02×1.35=0.54kN/mm2屋架和支撑自重(0.12+0.011×30)×1.35=0.61kN/mm23.58kN/mm2可变荷载：屋面活荷载　　　　　　　　　　

4、　　　　　　　0.7×1.4×0.7=0.68kN/mm2设计屋架时，应考虑以下3种荷载组合：（1）全跨永久荷载＋全跨可变荷载全跨节点永久荷载及可变荷载　　　P＝(3.58＋0.68)×1.5×6=38.34kN屋架在全跨永久荷载＋全跨可变荷载作用下的计算简图如下：（2）全跨永久荷载＋半跨可变荷载　　全跨节点永久荷载：　　　　　　　P1＝3.58×1.5×6＝32.22kN半跨节点可变荷载：　　　　　　　P2＝0.68×1.5×6＝6.12kN屋架在全跨永久荷载＋半跨可变荷载作用下的计算简图如下：（3）全跨屋架和支撑自重＋半跨屋面板重＋半跨屋面活荷载　　全

5、跨节点屋架和支撑自重：　　　　P3＝0.61×1.5×6＝5.49kN　　半跨节点屋面板自重及活荷载：　　P4＝（1.89+0.68）×1.5×6＝23.13kN屋架在全跨屋架和支撑自重＋半跨屋面板重＋半跨屋面活荷载作用下的计算简图如下：3、内力计算由静力计算手册查得屋架在全跨和半跨单位节点荷载作用下的杆件内力系数如表1，节点荷载作用下各杆件的内力=节点荷载值×内力系数，考虑上述三种荷载组合，可求出各种荷载组合下的杆件内力，内力计算结果见表1。表1　屋架杆件计算内力杆件名称内力系数(节点荷载P=1)第1种组合P×①第2种组合第3种组合计算杆件内力（KN)全

6、跨①左半跨②右半跨③P1×①+P2×②P1×①+P2×③P3×①+P4×②P3×①+P4×③上弦AB0.000.000.000.000.000.000.000.000.00BC、CD-11.25-8.13-3.12-431.33-412.23-381.57-249.81-133.93-431.33DE、EF-18.07-12.45-5.62-692.80-658.41-616.61-387.17-229.19-692.80FG、GH-21.42-13.80-7.62-821.24-774.61-736.79-436.79-293.85-821.24HI-2

7、2.24-13.00-9.24-852.68-796.13-773.12-422.79-335.82-852.68IJ、JK-22.69-13.45-9.24-869.93-813.39-787.62-435.67-338.29-869.93下弦ab6.024.451.57230.81221.20203.57135.9869.36230.81bc15.1310.684.45580.08552.85514.72330.09185.99580.08cd20.0113.376.64767.18726.55685.36419.10263.44767.18de21.

8、9713.548.43842.33790.74759.47433.