土木工程钢结构课程设计屋架结构

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1、1、设计资料结构形式:某厂房跨度为24米,总长90米,柱距6米,采架,1.5x6.0米预应力混凝土屋面板,屋架铰支于混凝土柱上,上柱截面400x400,混凝土强度等级为C30,屋面坡度为1:10.地区计算温度-20摄氏度,无侵蚀性介质,地震设防烈度为7度,屋架下弦标高为18米,厂房内桥式吊车为2台150/30t2、屋架形式和几何尺寸屋面材料为大型屋面板，故采用无檩体系平破梯形屋架。屋面坡度i=（3040－1990）/10500=1/10；屋架计算跨度L0＝24000－300＝23700mm；端部高度取H=1990mm，中部高度取H=3190m

2、m（约1/7。4）。屋架几何尺寸如图1所示：图1：24米跨屋架几何尺寸4、屋架节点荷载屋面坡度较小，故对所有荷载均按水平投影面计算：荷载计算表荷载名称标准值(KN/m^2)预应力钢筋混泥土屋面板1.4二毡三油加绿豆沙0.4找平层２cm厚0.4屋架及支撑重量0.12+0.011×24=0.384永久荷载总和2.58屋面活载（大于雪荷载）0.7可变荷载总和0.7计算屋架时考虑下列三种荷载组合情况1)满载（全跨静荷载加全跨活荷载）节点荷载①由可变荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γG＝1.2，屋面活荷载γQ1＝1.4，屋面集灰荷载γQ2＝1.4，ψ

3、2＝0.9，则节点荷载设计值为F＝（1.2×2.584+1.4×0.70+1.4×0.9×0.80）×1.5×6＝45.7992kN②由永久荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γG＝1.35，屋面活荷载γQ1＝1.4、ψ1＝0.7，屋面集灰荷载γQ2＝1.4，ψ2＝0.9，则节点荷载设计值为F＝（1.35×2.584+1.4×0.7×0.70+1.4×0.9×0.80）×1.5×60＝46.593kN2)全跨静荷载和（左）半跨活荷①由可变荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γG＝1.2，屋面活荷载γQ1＝1.4，屋面集灰荷载γQ2＝1.4，ψ2＝

4、0.9全垮节点永久荷载F1=（1.2×2.584）×1.5×6＝27.9072kN半垮节点可变荷载F2＝（1.4×0.70+1.4×0.9×0.80）×1.5×6＝17.892kN②由永久荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γG＝1.35，屋面活荷载γQ1＝1.4、ψ1＝0.7，屋面集灰荷载γQ2＝1.4，ψ2＝0.9全垮节点永久荷载F1=（1.35×2.55）×1.5×6＝31.347kN半垮节点可变荷载F2＝（1.4×0.7×0.70+1.4×0.9×0.80）×1.5×6＝31.347kN故应取P＝46.23kN3)全跨屋架和支撑自重、（

5、左）半跨屋面板荷载、（左）半跨活荷载+集灰荷载①由可变荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γG＝1.2，屋面活荷载γQ1＝1.4，屋面集灰荷载γQ2＝1.4，ψ2＝0.9全跨屋架和支撑自重F3=1.2×0.384×1.5×6＝4.4172Kn半跨屋面板自重及半跨活荷载F4＝（1.2×1.4+0.7×1.4）×1.5×6＝23.94kN②由永久荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γG＝1.35，屋面活荷载γQ1＝1.4、ψ1＝0.7，屋面集灰荷载γQ2＝1.4，ψ2＝0.9全跨屋架和支撑自重F3＝1.35×0.384×1.5×6＝4.617kN半跨

6、屋面板自重及半跨活荷载F4＝（1.35×1.4+1.4×0.7×0.7）×1.5×6＝23.184kN5﹑屋架杆件内力计算见附表16﹑选择杆件截面按腹杆最大内力N=-413.28KN,查表7.6，选中间节点板厚度为8mm，支座节点板厚度10mm。1)上弦杆整个上弦杆采用等截面，按最大内力N=-711.01KN计算在屋架平面内：为节间轴线长度，即l=l。=150.8cm,l=301.6cm＝0.659A＝N/f＝/(0.659×310×100)=34.803cm假定＝70i=l/＝150.8/70＝2.54cmi＝l/＝301.6/70＝5.0

7、8cm由附表9选2125×80×10，短肢相并，如下图所示，A＝2×19.71＝39.42cm、i=2.26cm、i=6.04cm截面验算：＝l/i＝150.8/2.26=66.7<［］＝150(满足)＝l/i=301.6/6.04=49.9<［］＝150(满足)双角钢T形截面绕对称轴（y轴）应按弯扭屈曲计算长细比b/t=12.5/1.0=12.5>0.56l/b=0.56×301.6/12.5=13.51,则：＝3.7*b/t（1+l/52.7b1）=3.7×14（1+301.6×0.8/52.7×12.5）=54.1〈故由＝＝66.7查附

8、表1.2得＝0.686由N/A=711.01×1000/(0.686×39.42×100)＝262.93N/