《工业厂房钢结构屋架设计计算书》.docx
普通梯形钢屋架设计计算书1)设计资料某工业厂房，长90米，跨度21m,纵向柱距6m,柱的混凝土强度等级为C30。柱顶标高10米，采用梯形钢屋架，采用1. 5x6. 0m预应力混凝土屋板，屋面坡度i =L/10；L为屋架跨度。地区计算温度高于-20,无侵蚀性介质，地震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.1g,二类场地。屋架下弦标高为18m；厂房内桥式吊车为2台150 / 30t中级工作制桥式吊车，屋架采用梯形钢屋架，锻锤为2台5t。其两端简支于钢筋混凝土柱上。车间地点：驻马店； 保温层厚度：60mm； 积灰厚度：0.6kNT屋架钢材采用Q345钢，焊条采用E50型，手工焊。桁架计算跨度:o = 21-2×0.15= 20.7m桁架的中间高度：/7 = 3.040/72在21m轴线处端部高度：瓦=1.990m桁架跨中起拱50mm ( L5(X) )o2)结构形式与布置桁架形式及几何尺寸如图1所示。桁架支撑布置如图2所示。1)设计资料某工业厂房，长90米，跨度21m,纵向柱距6m,柱的混凝土强度等级为C30。柱顶标高10米，采用梯形钢屋架，采用1. 5x6. 0m预应力混凝土屋板，屋面坡度i =L/10；L为屋架跨度。地区计算温度高于-20,无侵蚀性介质，地震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.1g,二类场地。屋架下弦标高为18m；厂房内桥式吊车为2台150 / 30t中级工作制桥式吊车，屋架采用梯形钢屋架，锻锤为2台5t。其两端简支于钢筋混凝土柱上。车间地点：驻马店； 保温层厚度：60mm； 积灰厚度：0.6kNT屋架钢材采用Q345钢，焊条采用E50型，手工焊。桁架计算跨度:o = 21-2×0.15= 20.7m桁架的中间高度：/7 = 3.040/72在21m轴线处端部高度：瓦=1.990m桁架跨中起拱50mm ( L5(X) )o2)结构形式与布置桁架形式及几何尺寸如图1所示。桁架支撑布置如图2所示。图1桁架形式及几何尺寸CC1鲤建2-2图2 桁架支撑布置符号说明：SC一上弦支撑；XC一下弦支撑；CC一垂直支撑：GG刚性系杆；LG柔性系杆3）屋盖结构及荷载：无橡体系，采用1.5x600加预应力混凝土层板荷载：1、屋架及支撑自重：按经验公式“ = （0.12 + 0.011x21）x1.35=0.474kNrriL为屋架跨度，以m为单位，q为屋架及支撑自重。以ZNf为单位。2、屋面活荷载：施工活荷载标准值为0.7RVf0雪荷载的基本雪压标准值为0.72ZNf.施工活荷载与雪荷载不同的考虑，而是取两者N。较大值，积灰荷载取06ZNrrtOAkN mOAkN m3、屋面各构造层的荷载标准值三毡四油（上铺绿豆砂）防水层水泥砂浆找平层O.55kN mO.O5kN m0.3kN m1 A5kN m1.45OV / m2 × 1.35 = 1.96kNm20kN m2× 1.35=0.54kNm20.7kN m×1.35 = 0.945ZN m0.55kNm× 1.35=0.74kN rr= (0.12 + 0.011×21)×1.35= 0.474kNj合计4.6677ZN m0.72xl.4 = 1.008ZNf06kN / m× 1.40.84kN i合计 1.82kNm保温层：一毡二油隔气层：水泥砂浆找平层：预应力混凝土层面板:荷载计算:O永久荷载：预应力钢筋混凝土大型屋面板三毡四油(上铺绿豆砂)防水卷材层水泥砂浆找平层(厚20mm)保温层屋架和支撑自重：可变荷载：屋面活荷载积灰荷载设计桁架时，应考虑以下三种荷载组合:(1)全跨永久荷载+全跨可变荷载F = (4.6677/ m +1.848kNm) × 1.5m× 6m = 58.572kN(2)全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨节点永久荷载：片=4.6677 kN/ m ×1.5m ×6m = 42.01kN半跨节点可变荷载：6=1.848 ZN/ 6 x 1.5m x 6m = 16.632kN(3)全跨桁架包括支撑+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载全跨节点桁架自重：=0.474 Nm×L5m×6m= 4.266kN半跨节点屋面板自重及活荷载:F4 = Q.96kNm + 10.08kN/m)xl.5m ×6m = 26.712kN(1)、(2)为使用阶段荷载情况，(3)为施工阶段荷载情况。4)内力计算桁架在上述三中荷载组合作用下的计算简图见图3。F4 = Q.96kNm + 10.08kN/m)xl.5m ×6m = 26.712kN(1)、(2)为使用阶段荷载情况，(3)为施工阶段荷载情况。4)内力计算桁架在上述三中荷载组合作用下的计算简图见图3。F4 = Q.96kNm + 10.08kN/m)xl.5m ×6m = 26.712kN(1)、(2)为使用阶段荷载情况，(3)为施工阶段荷载情况。4)内力计算桁架在上述三中荷载组合作用下的计算简图见图3。F4 = Q.96kNm + 10.08kN/m)xl.5m ×6m = 26.712kN(1)、(2)为使用阶段荷载情况，(3)为施工阶段荷载情况。4)内力计算桁架在上述三中荷载组合作用下的计算简图见图3。(a)= 235.30V mm 2Z310V mm2满足要求。N _713410 N0.681 × 4462.2mm 2（2）下弦杆整个下弦采用同一截面，按最大内力所在的gi杆计算：N , =713.41kN , / =3000 mw,= 9000（因跨中有通长系杆）所需截面积:N_ 713410 V7310N2=2301 mm?图 5.2. 1选用2| 140x90x8,因儿心，故用不等肢角钢，短肢相并。A - 36.07cm2>41.19cm2, i. = 2.59cm, ix =6.73cn 。J(3)端斜杆杆件轴力：N = -450.07 KN计算长度lo = l)v = 2530mm.因为几=loy,故采用不等肢角钢,长肢相并，使ix iy.选用 2L125X80X7, / = 28. 19c , /.= 4.02 cm,v= 3.25 cm o人>ll 12.,b2 t = 10.50.48/“/与<0.48x337/6.3= 25.6% ="z = 62935"f = 77846.450070因Lv>4,只求小=0.592，则:=269.670N/mm2<310N/mm2,满足要求。b = yA 0.592 × 2819 2mm2（4）腹杆Hi截面设计最大拉力：N%=6814ZN,最大压力：Nj = -85.83ZN计算长度心=鼠=337Ocm°因为心=/“，采用不等肢角钢，长肢相并，使o 选用 2L100X63X6, A =19, 23cm2 , ix =3.2lcmi =5.00c tt = 63/6 = 10.5,在桁架平面外的计算长度0v按下式计算：/337A=q =104.98< = 150i 3.21ll 12% ="z = 62935"f = 77846.450070因Lv>4,只求小=0.592，则:=269.670N/mm2<310N/mm2,满足要求。b = yA 0.592 × 2819 2mm2（4）腹杆Hi截面设计最大拉力：N%=6814ZN,最大压力：Nj = -85.83ZN计算长度心=鼠=337Ocm°因为心=/“，采用不等肢角钢，长肢相并，使o 选用 2L100X63X6, A =19, 23cm2 , ix =3.2lcmi =5.00c tt = 63/6 = 10.5,在桁架平面外的计算长度0v按下式计算：/337A=q =104.98< = 150i 3.21iyll 12ly图5. 5. 11 OQ1 D rm/ O Qz,77x= 134.42< = 150, = 0.267;4=2=-=107.435< = 150,满足要i1.72cmzv2.69cmy求。因为4>4，只求外：N 5X572b = ° =以上一=202.55N / 小加2 <3H)N/mm2 ,满足要求。xA 0.267×1083其余各杆的截面选择计算过程不一一列出，结果列于表2中。iyll 12ly图5. 5. 11 OQ1 D rm/ O Qz,77x= 134.42< = 150, = 0.267;4=2=-=107.435< = 150,满足要i1.72cmzv2.69cmy求。因为4>4，只求外：N 5X572b = ° =以上一=202.55N / 小加2 <3H)N/mm2 ,满足要求。xA 0.267×1083其余各杆的截面选择计算过程不一一列出，结果列于表2中。6)节点设计采用E50型焊条，角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值为/7=200。各杆件内力由表1查得。(1)下弦节点“c”设计(图6.1. 1)25L658kN59S.0a7kN0.65 x 3401862×0.65 ×8x200肢尖：/二0.35 N2¼+ 2hf0.35x3401862x0.7x6x200+ 2mm = 70.87?2,取 8cm,用E50型焊条角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值7 = 2()(W如2.设“Be”杆的肢背和肢尖焊缝长度分别为% =8眼也=6加%则所需的焊缝长度为：+ 16"?？ =98.71 "?帆,取 11cm设“cD”杆的肢背和肢尖焊缝均分别为% =8“,%=6加%，则所需的焊缝长度为:n÷ 7 '0.7N ou 0.7×258244o -n 日/c肢背：/ =+ 2hf =+ 12?z = 8070w2,取9cm ,u2/2 J；1f 2×0.7× 200 ×80.3N 1 ol0.3×2582440“ 肢尖：lw+ 2hf =+ 10团帆=46.12九，取5cm ,2¼, f 2×0.7×6×200“Ce”杆的内力较小，焊缝尺寸可按构造确定，取勺=5mm,根据上面求得的焊缝长度，并考虑焊件之间应有间隙以及制作和装配等误差，按比例绘出节点详图（图6.1.1）,从而确定节点板尺寸为440mmX385mm下弦与节点板连接的焊缝长度为32.5cm, hf=6mn°1/
