钢屋架设计算例1.ppt

梯形钢屋架设计一、算例设计资料

1、车间柱网布置：长度54m；柱距6m；跨度21m。
2、屋面坡度1﹕10
3、屋面材料：预应力大型屋面板
4、荷载(水平投影面)
1）静载：屋面防水层0.352；找平层0.42；
大型屋面板自重（包括灌缝）1.42；
泡沫混凝土保温层0.352。
2）活载：屋面活荷载0.32；雪荷载0.42；
积灰荷载0.452；标志跨度与计算跨度：
标志跨度:
是柱网轴线的横向间距，以3m为模数(18m、21m、24m、27m、30m、36m)
计算跨度:
是屋架两端支座反力的距离
端部高度：
对于缓坡梯形屋架，铰接时端高为1.8～2.1m，刚接时端高为1.8～2.4m。
跨中高度：
为标志跨度，为屋架坡度常用大型屋面板的尺寸为1.5m×6m，少数情况也有用3m×6m或1.5m×9m、1.5m×12m的二、屋盖支撑布置

上弦横向水平支撑:
两端柱间各设一道
下弦横向水平支撑:
两端柱间各设一道
纵向水平支撑：
垂直支撑：
屋架跨中和两端共设三道垂直支撑
系杆
屋脊节点及支座节点处沿厂房纵向设置通长的刚性系杆，下弦跨中节点设置一道纵向通长的柔性系杆上弦支撑891、屋架分布荷载1）永久荷载：2、屋架节点荷载与局部弯矩②直接承受节间荷载的弦杆为压弯构件（N，M）。2、荷载组合

设计屋架时，应考虑以下三种组合：三、荷载与内力计算
1、荷载计算
根据荷载规范，屋面活荷载与雪荷载不会同时出现，取两者较大值者（屋面活荷载0.32<雪荷载0.42，取雪荷载为0.42）计算。
1）使用阶段恒荷载和活荷载引起的节点荷载设计值P恒及P活

P恒=3.42×1.5×6=30.78
P活=1.19×1.5×6=10.71

2）施工阶段恒荷载和半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载引起的节点荷载设计值P恒及P活

P恒=0.42×1.5×6=3.78
P活=（1.68+0.63）×1.5×6=20.97内力计算：
1.电算法：结构力学求解器。
2.应用图解法表2内力计算结果四、杆件截面设计关于屋架平面外的计算长度的说明2、杆件容许长细比杆件截面选取的原则：①上弦：②下弦：③支座斜杆及竖杆：为了保证双角钢共同作用，在双角钢之间至少设两块垫板，且使压杆中垫板间距l0≤40i，拉杆l0≤80i（i为单角钢绕1-1轴回转半径）5、节点板厚度①应选用相同截面积下宽肢薄壁角钢，增加截面的回转半径，这对压杆尤为重要。但最薄不能小于4；
轴心拉杆：按强度确定杆件所需要的截面面积：

式中：——杆件的计算轴心力。
——钢材的抗拉设计强度；当用单角钢单面连接应乘以折减系数0.85。
根据从角钢规格表中选合适的角钢。
轴心压杆：按稳定条件计算所需要毛截面面积：

式中：—轴心受压杆件的稳定系数由于、都是未知数，因此不能直接计算所需要的面积，应采用试算法选择截面，通常先假定长细比:
一般弦杆:60～100
腹杆:100～120
查出相应的代入式（2.21）计算截面A，同时算出回转半径、。
根据、和从角钢规格表中选择角钢，再进行验算，这样反复一、二次，即可得到合适的角钢。根据平面内外的计算长度，上弦截面选用
两个不等肢角钢，短肢相并。
设λ=60，φ=0.807。验算

故验算对称轴y的稳定承载力：
2.下弦杆件
整个下弦杆也采用等截面，采用最大内力设计，即470.781。
下弦杆为受拉杆，可只计算平面内的长细比，计算长度系数为1.0，计算长度
l0l0=3m
需要的净截面面积为验算：
在节点设计时，栓孔中心到节点板近端边缘距离不小于100，可以认为节点板的加强足以弥补孔洞的削弱，故截面验算中不考虑栓孔对截面的削弱，按毛截面验算（[λ]=350）
3.端斜杆

300.8702530,l02530
需要的净截面面积为
换算长细比
4.斜腹杆

46.8200.80.8×3390=2716,l03390
需要的净截面面积为
故验算满足要求。表3屋架杆件截面选择表表3屋架杆件截面选择续表