钢结构课程设计梯形桁架跨度30米

普通钢屋架设计计算书

一、教学要求

1. 了解普通钢屋架设计的全过程；

2. 学习结构施工图的绘制和结构计算书的编制方法 3. 了解钢屋盖支撑体系的作用并能正确布置支撑；

4. 掌握钢屋架的内力计算、杆件截面选择，节点设计的方法； 5. 掌握焊接连接的构造要求。

二、屋架形式及主要尺寸的确定

（学号为306，跨度为30m，端部高度为1.95m，坡度为1/11）

图一 桁架形式及几何尺寸

三、支撑布置

根据车间长度，屋架跨度，荷载情况，以及吊车设置情况，宜布置三道上、下弦横向水平支撑，垂直支撑和系杆，屋脊节点及屋架支座处沿厂房通长设置刚性系杆，屋架下弦沿跨中通长设一道柔性系杆。构件编号采用汉语拼音字母，凡与支撑连接的屋架可编号为WJ1，其它编均为WJ2，屋架垂直支撑：CC1、CC2?，屋架上弦水平支撑：SC1、SC2?，屋架下弦水平支撑：XC1、XC2?，刚性系杆：GG1、GG2?，柔性系杆：LG1、LG2?。

图二 桁架支撑布置

四、屋架内力计算 1.计算的基本假定

节点均为铰接：所有杆线的轴线均位于同一平面内，且同心交汇与节点;荷载均作用于结点。

2.荷载计算

屋面活荷载与雪载一般不会同时出现，由荷载条件知，基本雪压大于屋面活荷载，基本风压不考虑。沿屋面斜面分布的永久荷载应乘以1/cos?=

112?1/11?1.004换算为沿水平投影面分布的荷载。桁架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）按经验公式（PW=0.12+0.011?跨度）计算，跨度单位为m。

标准永久荷载：

预应力混凝土大型屋面板 1.004?1.40?1.406kN/m2 改性沥青防水层 1.004?0.40?0.402kN/m2

20厚1：2.5水泥砂浆找平层 1.004?0.40?0.402kN/m2 80厚加气混凝土保温层 1.005?0.48?0.482kN/m2 屋架和支撑自重为 0.12+0.011?30?0.450kN/m2

共 3.242kN/m2 标准可变荷载： 0.70kN/m2 屋面活荷载 3.荷载组合

考虑三种组合：

(1)全跨永久荷载+全跨可变荷载（按永久效应控制）

全跨节点荷载设计值：

F=(1.35?3.242?1.4?0.7)?1.5?6?45.56KN (2)全跨永久荷载+半跨可变荷载

全跨节点永久荷载设计值： 对结构不利时：

F1.1=1.35?3.242?1.5?6?39.39kN (按永久荷载为主的组合) F1.2?1.2?3.242?1.5?6?35.01kN (按可变荷载为主的组合) 对结构有利时：F1.3?1.0?3.247?1.5?6=29.18kN 半跨节点可变荷载设计值：

F2.1?1.4?(0.7?0.7)?1.5?6?6.17kN (按永久荷载为主的组合) F2.2?1.4?0.7?1.5?6?8.82kN (按可变荷载为主的组合)

(3)全跨桁架包括支撑+半跨屋面自重+半跨屋面基本雪压(按可变荷载为主的组合)

全跨节点桁架自重设计值：

对结构不利时：F3.1?1.2?0.45?1.5?6?4.86kN

对结构有利时：F3.2?1.0?0.45?1.5?6?4.05kN 半跨节点屋面板自重及雪压设计值： F4?(1.2?1.40?1.4?0.7)?1.5?6?23.94kN

(1)、(2)为使用阶段荷载情况，（3）为施工阶段荷载情况。计算详图如图三。

图三 桁架计算简图

桁架杆件内内力表

杆件名称 内力系数(F=1) 全跨① 左半跨② 右半跨③ 第一种 组合 F×① 计算杆件 内力/kN 第二种组合 第三种组合 F1,i×F1,i×①+F2,i×② ①+F2,i×③ 0 F3,i×F3,i×①+F4①+F4×② 0 ×③ 0 上AB 0 0 0 -3.23 0 -531.69 -863.36 -1028.29 -1072.03 -1094.81 307.98 731.24 964.05 1059.73 0 0 -531.69 -863.36 -1028.29 -1072.03 -1094.81 BC、CD -11.67 -8.76 弦 DE、EF -18.95 -13.64 5.91 FG、GH -22.57 -15.33 -8.04 HI -23.53 -14.72 -9.79 IJ、JK -24.03 -15.22 -9.79 下ab bc 6.76 16.05 21.16 23.26 22.40 5.16 11.80 14.81 15.23 12.32 1.78 4.72 7.05 8.95 307.98 731.24 964.05 1059.73 1020.54 弦 cd de ef 斜腹aB Bb bD Dc cF Fd dH 11.20 1020.54 -3.07 2.63 -2.66 2.28 -2.28 2.00 -2.00 1.79 -2.16 -531.23 404.57 -354.00 252.40 -200.00 126.20 -73.81 17.77 71.07 -11.66 -8.90 8.88 -7.77 5.54 -4.39 2.77 -1.62 0.39 1.56 -1.23 3.50 6.51 -5.37 3.49 -2.33 0.96 0.17 -531.23 404.57 -354.00 252.40 -200.00 126.20 -62.76 -76.15 2.49 0.53 26.40 85.49 48.12 -55.75 -76.15 2.49 -27.87 44.75 杆 He Eg -27.87 44.75 91.37 -45.39 -45.39 85.49

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