钢结构课程设计---普通钢屋架设计

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1、第 1 页 共 15 页 普通钢屋架设计普通钢屋架设计 1.设计资料 沈阳某金工车间，跨度 30m，长度 102m，屋架间距 6m。车间内设 有两台 30/5t 中级工作制桥式吊车。屋面采用 1.5x6m 预应力钢筋混凝 土大型屋面板，10cm 厚水泥珍珠岩预制块保温层，卷材屋面，屋面坡 度 1/10。屋架简支在钢筋混凝土柱上，上柱截面 400cmx400cm 混凝土 选 C20。 2.钢材和焊条选择 根据沈阳冬季的计算温度（-22）和荷载性质（静荷载）及连接方 法（焊接），按设计规范要求，钢材选用 Q235B。焊条选用 E43 型， 手工焊。 3.屋架形式及尺寸 由于屋面采用预应力混凝土大型

2、屋面板和卷材防水层（i=1/10),故采 用缓坡梯形屋架。屋架的计算跨度为 L0=L-300=30000-300=29700(mm) 屋架在 30m 轴线处得端部高度取 H0=1990mm 跨中高度 H=H0+1iL/2=1990+0.1x30000/2=3490(mm) 屋架的高跨比 H/L=3490/30000=1/8.6 在屋架常用高度范围内。 为使屋架上弦承受节点荷载，配合屋面板 1.5m 的宽度，腹杆体系大 部分采用下弦节间长为 3m 的人字式，仅在跨中考虑到腹杆的适宜倾 角，采用再分式，屋架跨中起拱 60mm（L/500），几何尺寸如图 7.50 所示。 第 2 页 共 15 页

3、图 1 屋架几何尺寸 4.屋盖支撑布置 根据车间长度（102m60m)、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，为统一支撑规格，厂房两边的 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 证安装是上弦的稳定，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，于屋架跨中和两端各设一道垂 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，支撑布置见图 2。图中 与横向水平支撑连接的屋架编号为 GWJ-2，山墙的端屋架编号为 GMJ-3，其他屋架编号均为 GWJ-1。 第 3 页

4、 共 15 页 图 2 第 4 页 共 15 页 5.荷载和内力计算 (1)荷载计算 荷载计算及汇总见表 1 注：非轻型屋盖不考虑风荷载作用 计算屋架杆力是应考虑如下三种荷载组合： 使用阶段“全跨恒荷载+全跨屋面均布荷载”和“全跨恒荷载+半跨 屋面均布荷载”。应注意半跨屋面活荷载可能作用于左半跨，也可能 作用于右半跨，恒活载和活荷载引起的节点荷载设计值，P恒及 P活分 别为 P恒=3.9x1.5x6=35.1（kn） P活=2.90x1.5x6=26.1（kn） 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”。 这是只有屋架及支撑自重是分布于全跨的恒活载，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。当从屋面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 P恒和 P活分别为 P恒=0.54x1.5x6=4.86（kn） P活=（1.68+2.90）x1.5x6=41.2（kn） （2）内力计算 本设计采用图解法计算了屋架在左半跨单位集中荷载作用下的杆力