屋架杆件内力计算

钢结构设计基础▶简支屋架设计-屋架杆件内力计算简支屋架设计-屋架杆件内力计算屋架杆件内力计算1.基本假定

(1)

屋架的各节点均为理想的铰接。

(2)

屋架各杆件的轴线均为直线，都在同一平面内，且相交于节点的中心。(3)

荷载都作用在节点上，且都在屋架平面内。

简支屋架设计-屋架杆件内力计算

(1)

荷载分类

永久荷载：包括屋面材料（防水层、保温层、隔热层、屋面板等）及檩条、支撑、天窗架等结构的自重。可变荷载：包括屋面均布活荷载、雪荷载、积灰荷载风荷载及悬挂吊车荷载等。屋架杆件内力计算2.屋架荷载统计简支屋架设计-屋架杆件内力计算(2)

荷载标准值的计算

永久荷载标准值：

屋面材料及檩条的自重，可根据材料、构件每立方（或每平方、每米）的重量和规格进行计算凡沿屋面斜面分布的永久荷载应换算成屋面水平投影面上分布的荷载。屋架和支撑按屋面水平投影面分布的自重gwk：

L--为屋架的标志跨度

屋架杆件内力计算2.屋架荷载统计简支屋架设计-屋架杆件内力计算(2)

荷载标准值的计算

可变荷载标准值：①可变荷载标准值由《建筑结构荷载规范》查得。②屋面均布活荷载不用雪荷载同时考虑（取两者中的较大值）；③风荷载一般不考虑，但对瓦楞铁等轻型屋面、开敞式房屋或风荷载标准值大于0.49kN/m时，应按荷载规范的相关规定计算风荷载的作用。

屋架杆件内力计算2.屋架荷载统计简支屋架设计-屋架杆件内力计算屋架所受的荷载一般是由檩条或大型屋面板板肋以集中力的方式作用于屋架节点上。集中力P:式中---荷载分项系数（或作用分项系数）；

---按屋面水平投影面分部的荷载标准值；

---屋架的间距。

---屋架上弦杆节间水平投影长度。

如作用有节间荷载，应把节间荷载分配到相邻的两个节点上，按节点荷载求出轴力，再考虑节间荷载引起的局部弯矩。屋架杆件内力计算3.节点荷载计算简支屋架设计-屋架杆件内力计算表1建筑结构的作用分项系数屋架杆件内力计算3.节点荷载计算

适用情况作用分项系数当作用效应对承载力不利时当作用效应对承载力有利时1.31.31.50：永久作用分项系数：预应力作用的分项系数：可变作用分项系数新《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068-2018）2019年4月1日（1.2和1.35）（1.4）简支屋架设计-屋架杆件内力计算

1）荷载组合

为求出各杆件的最不利内力，必须根据施工和使用过程中可能出现的荷载分部情况，对作用在屋架上的荷载进行组合。一般考虑下列三种组合：①全跨永久荷载+全跨可变荷载(设两项节点荷载之和为P)②全跨永久荷载P1+半跨可变荷载P2③全跨屋架、支撑和天窗自重P3+半跨屋面板自重+半跨施工荷载（取等于屋面均布活荷载）P4

屋架杆件内力计算4.内力计算简支屋架设计-屋架杆件内力计算

某厂一金工车间跨度24m，长度为90m，柱距6m，内设两台50/5t中级工作制桥式吊车，设防烈度为7度。屋面采用1.5×6.0m大型屋面板。20mm厚水泥砂浆找平，上铺80mm厚泡沫混凝土保温层；SBS改性沥青防水卷材。屋面坡度i=1/10。屋架铰接于钢筋混凝土柱上，上柱截面b×h=400×400mm，混凝土强度等级为C20。

屋架杆件内力计算荷载计算案例：名称

自重

SBS改性沥青防水卷材0.4KN/m2

预应力混凝土大型屋面板1.4-1.5KN/m220厚水泥砂浆找平层0.4kN/m280厚泡沫混凝土保温隔热层0.5kN/m2雪荷载0.40kN/m2风荷载0.5kN/m2屋面积灰荷载0.6kN/m2屋面活荷载标准值

0.7kN/m2

表2常用材料自重简支屋架设计-屋架杆件内力计算永久荷载标准值：屋面各构造层的荷载标准值：预应力混凝土屋面板（包括嵌缝）1.45

kN/m2SBS改性沥青防水卷材0.4kN/m2水泥砂浆找平层(20mm厚)0.4

kN/m2保温层0.5kN/m2

屋架和支撑自重（0.12+0.011L）=（0.12+0.011x18）=0.318

kN/m2

永久荷载标准值

3.068kN/m2

永久荷载设计值：

1.3x3.068=3.9884kN/m2

屋架杆件内力计算荷载计算案例：简支屋架设计-屋架杆件内力计算可变荷载标准值：屋面活荷载0.7kN/m2积灰荷载0.6kN/m2

可变荷载标准值

1.3kN/m2可变荷载设计值

：1.5x1.2=1.95kN/m2

屋架杆件内力计算荷载计算案例：简支屋架设计-屋架杆件内力计算永久荷载设计值：

3.9884kN/m2

可变荷载设计值：1.95kN/m2

节点荷载设计值：P=面荷载设计值x屋面板的面积

屋架杆件内力计算荷载计算案例：简支屋架设计-屋架杆件内力计算节点永久荷载+节点可变荷载：

P=（3.9884+1.95)x1.5x6=53.45KN节点永久荷载荷载：P1=3.9884x1.5x6=35.90KN节点可变荷载：

P2=1.95x1.5x6=17.55KN节点屋架和支撑自重：P3=1.3x0.318x1.5x6=3.72KN节点屋面板自重及施工荷载（取等于屋面活荷载）：

P4=（1.3x1.45+1.5x0.7）x1.5x6=26.42KN屋架杆件内力计算荷载计算案例：荷载组合：①全跨永久荷载+全跨可变荷载(设两项节点荷载之和为P)

②全跨永久荷载P1+半跨可变荷载P2③全跨屋架、支撑和天窗自重P3+半跨屋面板自重+半跨施工荷载（取等于屋面均布活荷载）P4

简支屋架设计-屋架杆件内力计算

2）内力计算方法

节点荷载作用下的铰接平面桁架分析内力，常用的内力分析方法有图解法、解析法、电算。具体分析时，可先分别计算全跨和半跨单位节点荷载作用下的内力（即内力系数），根据不同的荷载组合，列表计算。

屋架杆件内力计算4.内力计算简支屋架设计-屋架杆件内力计算①单位荷载作用于全跨，计算出所有杆件内力

屋架杆件内力计算2）内力计算方法---计算内力系数②单位荷载作用于左半跨，计算出所有杆件内力

③单位荷载作用于右半跨，计算出所有杆件内力

简支屋架设计-屋架杆件内力计算屋架杆件内力计算2）内力计算方法---计算内力系数

第一种组合：全跨永久荷载+全跨可变荷载(设两项节点荷载之和为P)各杆内力值=Pⅹ①

①单位荷载作用于全跨，计算出所有杆件内力

简支屋架设计-屋架杆件内力计算屋架杆件内力计算2）内力计算方法---计算内力系数第二种组合：全跨永久荷载P1+半跨可变荷载P2包含：1）全跨P1+左半跨P22）全跨P1+右半跨P21）中各杆的内力值=P1ⅹ①+P2ⅹ

②2）中各杆的内力值=P1ⅹ①+P2ⅹ

③①单位荷载作用于全跨，计算出所有杆件内力

②单位荷载作用于左半跨，计算出所有杆件内力

③单位荷载作用于右半跨，计算出所有杆件内力

简支屋架设计-屋架杆件内力计算屋架杆件内力计算2）内力计算方法---计算内力系数第三种组合：全跨屋架、支撑和天窗自重P3+半跨屋面板自重+半跨施工荷载（取等于屋面均布活荷载）P4包含：1）全跨P3+左半跨P42）全跨P3+右半跨P41）中各杆的内力值=P3ⅹ①+P4ⅹ

②2）中各杆的内力值=P3ⅹ①+P4ⅹ

③①单位荷载作用于全跨，计算出所有杆件内力

②单位荷载作用于左半跨，计算出所有杆件内力

③单位荷载作用于右半跨，计算出所