刚结构课程设计--单层工业厂房屋盖结构——梯形钢屋架设计

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1、 单层工业厂房屋盖结构单层工业厂房屋盖结构梯形钢屋架设计梯形钢屋架设计 （1.1.设计资料：设计资料： 1）题号 22，屋面坡度 1:10，长 102m，跨度 24m，柱距 6m，地点：乌鲁木齐，基本雪 压 0.75N/m2 ， ，基本风压 0.60N/m2，车间内设有两台 200/50KN 中级工作制吊车，轨顶 标高 8.000m。冬季最低温度-20 摄氏度，地震设计烈度为 7 度，设计基本地震加速度为 0.1g。采用 1.5m6m 预应力混凝土大型屋面板，80mm 厚泡沫混凝土保温层。三毡四 油（上铺绿豆砂）防水层（0.4KN/m2） ，找平层 2cm 厚（0.3KN/m2） ，卷材屋面，

2、屋面 坡度 i=1/10， 屋架简支于钢筋混凝土柱上， 混凝土强度等级 C20， 上柱截面 400400mm。 钢材选用 Q235B，焊条采用 E43 型。屋面活荷载标准值 0.7KN/m2，积灰荷载标准值 0.6KN/m2， （2）屋架计算跨度 ： )(7.233.024 0 ml （3） 跨中及端部高度： 设计为无檩屋盖方案， 采用平坡梯形屋架， 端部高度mmh1900 0 中部高度mmh3100（为6.7/ 0 l） ，屋架跨中起拱500/l考虑，取 48m. 2.2.结构形式与布置结构形式与布置 屋架形式及几何尺寸如图所示： 图 1.梯形钢屋架形式和几何尺寸 2 根据厂房长度（102m

3、60m） 、跨度及荷载情况，设置三道上、下弦横向水平支撑。 因柱网采用封闭结合，厂房两端的横向水平支撑设在第一柱间，该水平支撑的规格与中 间柱间支撑的规格有所不同。在所有柱间的上弦平面设置了刚性与柔性系杆，以保证安 装时上弦杆的稳定，在各柱间下弦平面的跨中及端部设置了柔性系杆，以传递山墙风荷 载。在设置横向水平支撑的柱间，于屋架跨中和两端各设一道垂直支撑。梯形钢屋架支 撑布置如图下图所示： 3 SC-上弦支撑；XC-下弦支撑；CC-垂直支撑；GC-刚性系杆；LG-柔性系杆 3.3.荷载计算荷载计算 屋面和荷载与雪荷载不会同时出现，计算时，取较大的荷载标准值进行计算。故取 屋面活荷载 0.7kN

4、/ 2 m进行计算。 屋面风荷载 迎风面 mKN /88.51235.00.1)0.1(4.1 1 背风面 mKN /82.31235.00.165.0(4.1 1 由于屋面坡度较小，对荷载影响小，未予考虑。风荷载对屋面为吸力，重屋架不考 4 虑。 表 1 荷荷 载载 计计 算算 表表 荷载名称 标准值（kN/ 2 m） 设计值（kN/ 2 m） 预应力混凝土大型屋面板 1.4 1.41.351.89 三毡四油防水层 0.4 0.41.350.54 找平层（厚 20mm） 0.02200.4 0.41.350.54 80mm 厚泡沫混凝土保温层 0.0860.48 0.481.350.648

5、屋架和支撑自重 0.12+0.011 24=0.384 0.3841.350.5184 管道荷载 0.1 0.11.350.135 永久荷载总和永久荷载总和 3.164 4.2714 屋面活荷载 0.75 0.751.41.05 积灰荷载 0.6 0.61.40.84 可变荷载总和可变荷载总和 1.35 1.89 设计屋架时，应考虑以下三种荷载组合： 3.1.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： KNF991.4865.1)82.16234.3( 3.2.全跨永久荷载 + 半跨可变荷载 全跨节点永久荷载： 611.3265.16234.3 1 F 半跨节点可变荷载： K

6、NF38.1665.182.1 2 3.3.全跨屋架（包括支撑）自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载: 全跨节点屋架自重： KNF67.465.15184.0 3 半跨节点屋面板自重及活荷载： KNF31.2365.1)7.089.1( 4 1、2 为使用节点荷载情况，3 为施工阶段荷载情况。 4.4.内力计算内力计算 屋架在上述三种荷载组合作用下的计算简图如图所示： 5 屋架计算简图 由图解法或数解法解得 F1 的屋架各杆件的内力系数（F1 作用于全跨、左半跨和右 半跨） 。然后求出各种荷载情况下的内力进行组合，计算结果见表 2 6 屋屋 架架 构构 件件 内内 力力 组组 和和 杆 件 名 称 内力系数（F=1） 第 一 种 组合 F 第二种组合 第三种组合 计算杆件内力 （KN） 全跨 左半跨 右 半 跨 1 F + 2 F