学士梯形钢屋架设计m跨

梯形钢屋架设计（21m跨）一、设计资料北京地区某金工车间。采用无檩屋盖体系，梯形钢屋架。跨度为21m，柱距6m,厂房长度为144m，厂房高度为15.7m。车间内设有两台150/520kN中级工作制吊车，计算温度高于-20℃。采用三毡四油防水屋面上铺小石子设计荷载标准值0.4kN/m2，水泥砂浆找平层设计荷载标准值0.4kN/m2，泡沫混凝土保温层设计荷载标准值0.1kN/m2，水泥砂浆找平层设计荷载标准值0.5kN/m2，1.5m×6.0m预应力混凝土大型屋面板设计荷载标准值1.4kN/m2。屋面积灰荷载0.35kN/m2，屋面活荷载0.35kN/m2，雪荷载为0.45kN/m2，风荷载为0.5kN/m2。屋架铰支在钢筋混凝土柱上，柱截面为400mm×400mm，砼标号为C20。二、屋架形式、尺寸、材料选择及支撑布置1、钢材及焊条选择根据建造地区（北京）的计算温度和荷载性质及连接方法，钢材选用Q235-B。焊条采用E43型，手工焊。2、屋架形式及尺寸本设计采用无檩屋盖，＝1/10，采用梯形屋架。屋架跨度为=21000mm屋架计算跨度为＝-300＝20700mm，端部高度取＝2000mm，（1/16～1/12），（通常取为2.0～2.5m）中部高度取＝+0.5＝2000+0.1×21000/2＝3050mm，屋架杆件几何长度见附图1所示，屋架跨中起拱42mm（=/500考虑）。为使屋架上弦承受节点荷载，配合宽度为1.5m的屋面板，采用上弦节间长度为3.0m。附图1：屋架杆件几何长度（单位：mm）3、屋盖支撑布置根据车间长度、屋架跨度和荷载情况，设置四道上、下弦横向水平支撑。因柱网采用封闭结合，为统一支撑规格，厂房两端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时上弦杆的稳定，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，于屋架跨中和两端共设四道垂直支撑。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，支撑布置见附图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GWJ-3，其他屋架编号均为GWJ-1。附图2：屋面支撑布置图（单位：mm）涛三、荷载遣和内力计遭算吐1哑、荷载计抵算牺杨屋架和支处撑自重按笔照经验公遣式允=(0.府12+0鸣.011馒)=(0横.12+疮0.01舍1×21舟)狂≈召0.35柔kN/甜m墓2或荷载计算寻汇总表摔项目名称崭标准撒值快kN/m贸2密设计微值誓kN/m狼2聚备注袖1搏防水层（吸三毡四油诞）命0.4封0.48朽沿屋面坡剩向分布塌2撕水泥砂浆录找平层逃0.4咏0.48白沿屋面坡挤向分布研3稿泡沫砼保灰温层慧0.1贸0.12剂沿屋面坡然向分布角4乞水泥砂浆监找平层故0.5蹈0.6榴沿屋面坡眨向分布菜5桨预应力混宇凝土大型猛屋面板骨1.4逆1.68班沿屋面坡济向分布颂6迈屋架和支轰撑自重辰0.35转0.42理沿水平分垃布泪恒荷载累徒计则3.15谢3.78鼓7段屋面均布员活荷载樱0.35缩0.49费沿水平面团分布，计邻算中取二失者中的较盯大值属8鼻雪荷载草0.45枪0.63技9份积灰荷载菌0.35敢0.49歇活荷载累睡计酷0.8怒1.12舱由于屋面蝴坡度不大狡，对荷载童的影响较戴小，未予暑考虑。风漠荷载为吸友力，重屋杯盖可不考畅虑。喊2类、荷载组鼓合储计算屋架易杆内力时流，应考虑护如下三种饿荷载组合拿：着①锣正常使用竖阶段：炉“句全跨恒荷廉载隶+流全跨屋面拴均布活荷权载绿”答和普“智全跨恒荷矛载壁+宜半跨屋面定均布活荷敬载际”愚，恒荷载例和活荷载谁引起的节索点荷载设黄计值净及附分别为：斜＝学3.78粗×1.5靠×润6限＝博34.0统2kN药＝表1.12弄×1.5远×胶6巨＝倚10.0柳8kN粥②流施工阶段病：俱“迟全跨屋架材及支撑自副重欲+团半跨屋面刑板位+哨半跨屋面伸活荷情载评”悔，这时只仓有屋架及趁支撑自重也是分布于辫全跨的恒筑荷载，而贺屋面板自圆重及施工奸荷载（取葡屋面活荷侮载与雪载养数值较大菊的）即可干能出现在毛左半跨，卖也可能出扮现在右半撒跨，取决满于屋面板云的安装顺弟序。当从改屋架两端沸对称安装规屋面板时芽，则不必支考虑此种勒荷载组合顾。施工阶富段恒荷载备和活荷载腔引起的节勉点荷载设筒计值永和型分别为：锈＝纺0.42询×1.5脉×诚6问＝蝇3.78抬kN既＝违（牛1.68跪+0.6手3求）设×1.5从×久6忧＝诚20.7玻9kN臂3部、内力计帖算南桌思首先计算夜出荷载作侦用下各杆排力系数。输根据算得优的节点荷阴载（究、颤）和杆力饭系数，计腿算各杆件志内力并组暴合得出各矿杆件的最疼不利内力饮组合。抖杆力系数步计算模型柱四、杆件路截面选择愁古1盈、上弦部员分：丘最大内力耐杆件后：葡FG=嫌-53膏7.14掠K私N惊、天GH=家-53缎7.14必KN疑蒜待屋架上弦足截面统一炮不变，取铁上弦最大掠设计杆力石计算麻。钓l拉0x讽＝笔1508除mm腐(芹屋架平面依内鲜)磁，趋l辈0y墓＝杜l丑1丧＝小3000夹mm台(橡屋架平面昆外悔)鸣（考虑大景型屋面板猜能起到一虽定的支撑园作用，故楼一般取两阳块屋面板幅的宽度，轨但不大戴于凯3.0脱m禾，未考虑庸屋面板之压间灌缝处惧理的宽度莲）。根据彼计算，腹周（斜）杆仙最大设计奥内力佛N而aB浪＝泥-33闪7.37物k拾N范，查表（淡课程设计谊指导毒书威胡表以5垃）图,厌得中间节纽点板厚债度殃t惭＝关10m滨m按，支座节岔点板茅厚降t椒＝述12m筹m惑。选择跨周中斜腹杆牌截面时均召按压杆考建虑并控制老长细比不用大秤于柔150咽,朗即除：抵[舅λ稀]嚼＝居15价0蔑。胁战俘按稳定条赖件计算所狭需毛截面烦面积：查闸（《钢结鉴构》第二民版谈裂武汉理工站大学出版喜社）已表练5.概3貌知由双角侧钢组成姥的他T趴形和十字烂形截面均练属蛾b臭类。角钢穷厚度冈16m罢m召，取僚＝纸215座N/mm御2睡，假孝设赤λ捆＝雷8搞0预，由附辉表渠4-政2伴查得型＝康0.71件0誉，需要的板截面面积管：陕需要的回烫转半径为愤上弦采用苏两不等边炸角钢以短粱边相连组吊成爽的乌T舞形截面。童根据需要控的袖、奥、此查附箱表欣7-随5森，选肿用级2时∟傅140×凉90×1隙0齐（短边相闪连）：欢＝棕44.6略cm慢2哗，执＝袭2.56坐c嘉m湖，绒＝奶6.77碗c雷m凑（节点板筑厚才10m神m碎）。悲验锹算区叛盛，啊=0.8如26姻故汗堆起验算对称江轴谨y马的稳定承邮载力：咱换算长细首比浩查附春表少4-挥2喜，督＝决0.79果4叼；故，烫所以满足尸要求。烛填板间距如为计，叹，借2赔、下弦部借分：床最大内力样杆件湖：谋cd=蒙-52待7.88疾KN监味臣屋架下弦柴截面统一而不变，取璃下弦最大凭设计杆力代计算。袍＝乔3000驾m颜m勿，名＝集2070扇0/朵2品＝望1035蝇0m祥m话，需要的皂净截面面暴积为：盏选星用斧2兔∟慕140×冰90×1系0猎（短边相超连）：秘＝并44.6筋cm破2顾，帝＝若2.56倍c元m豪，载＝主6.77炒cm伴验算：在湾节点设计老时，将位融于下弦杆着连接支撑掩的螺栓孔踩设置在节饿点板范围羞内且使螺者栓孔中心凤距节点板薪边缘距称离凭≥药100涉m钞m爪，故计算因杆件强度说可不考虑兆截面的削释弱，按毛皂截面验算艇（静[鲁λ捷]荒＝蜡35爬0揪，查慌表响5.汤1愤）汗故革斧樱所以满足骗要求。燥填板间距璃为师，晒，待3赏、端斜杆迎部分：禽最大内力韵杆件垄：塔aB=脆-33让7.37嫌KN精＝叫2575于m复m怀，痕＝甚2575棕m狮m捆，需要的砖净截面面奶积为用选枕用福2碧∟料140×纳90×折8闹（长边相育连）：滴＝短36c喝m盘2层，帅＝饰4.50慕c择m类，旋＝集3.63估cm桶徒，面[纽λ六]济＝寻15箭0处（查惑表绑5.始2戚）拐验算转：灭黑换算长细剃比脑查附前表策4-鞋2嚷，跑＝揭0.69忠2网；故绵所以满足壤要求。野设放2勤块填板，菊间距为叫，舟，伐4衡、斜腹杆蛋部分：娇杆件内力袍：淹dH=担-46敞.82骆KN蜘＝炮3399悠m步m尼，景＝驰3399鱼m添m伙，需要的昂净截面面悠积为雾选邪用茶2器∟乖80×盈5贼：像＝岭15.8药2cm苏2赵，在＝支2.48片c忠m时，委＝卖3.63翅cm乖梅，咽[扰λ脾]蚂＝祝15抗0博（查鄙表扬5.墓2赌）丝验算题：棋馅换算长细江比阵，查附犯表元4-著2日，侦＝皆0.58路4剑；故槐所以满足蛛要求。辈设盾2绢块填板，错间距为碌，妹，谈5脆、竖杆部咏分：缎杆件内力民：糠Gd=透-42锡.78胖KN写蜜营杆件截面链统一不变饺，粮＝挨0.8盒＝崖0.8×趣2898善=2熊318析m险m板，声＝衰＝根2898馋m枣m绩，企选社用智2钓∟秧80×白5塞：烟＝屡15.8陪2cm廊2语，责＝仙2.48疾c向m逼，站＝染3.63淘cm锦东，弄[响λ尘]衣＝凯15缸0殊（查臂表购5.威2盐）罩验算守：兽访换算长细使比薄，查附康表化4-毙2要，阔＝输0.66臭5咸；故仍所以满足雕要求。辈设瑞2订块填板，唐间距为脸，针，氏其余各杆舞的具体参循数选择见器下表。连凤接垂直支条撑的竖腹肯杆，使连翠接不偏心丝，宜采用慎两个等边巩角钢组成军的十字形决截面，浮其斜平面贺计算长度迈为障＝撇，其它腹陵杆欺除蚕A犹a格和凳B虫a菌外，脖＝厅。拔共坚有兆3疼种规格的忠角钢。仰五、节点槽设计洲厉肥在确定节录点板的形基状和尺寸躺时，需要崇腹杆与节厦点板间连衬接焊缝的链长度。先聋算出各腹屿杆杆端需犯要的焊缝巷尺寸。其博计算公式朱为：嫂角钢肢背毫所需焊缝则长度亭：创角钢肢尖疲所需焊缝荡长度通：臣如斜腹袭杆钟a兰B桃，设计杆丘力涝N闪＝沃337.宵37k俊N厌，设肢背及与肢尖的画焊脚尺寸贱各为遮，列。视因密a五B粗杆系泼为皇2变∟宇140×逗90×谈8律不等边角列钢，并长麦肢相连，扭取宽，执。则：紧其它腹杆畏所需焊缝缸长度的计器算结果见应下表。舅因其他腹区杆受力较俗小，焊缝侨长度可以化按照构造间取值：这，崭1环、下弦节废点怎“喷b宵”涉按计恢算嫩B皂b匀、咸b弃D喝杆所需焊辟缝长度，另按比例绘下制节点详获图，从而摸确定节点中板的形状需和尺寸（绞附图）。传焊脚尺寸燥，焊缝承伐受节点相灵邻弦杆的毅内力差清。君肢背焊缝观长度：逢肢尖焊缝席长度：摘即可满足直要求。填戴板宽度需扛满足道，还需满减足斜腹杆混的焊缝长忽度要求，肚故取填板萝宽度件为努510航m搅m星。线验算肢背呀焊缝的强绣度：佳满足要求要。象肢尖部分启的焊缝应雁力更小，掩也可满足昂要求。竖阁杆三b替C代下端应伸旬至距下弦侍肢百尖挎20m林m爬处，并沿叫肢尖和肢考背与节点怕板满焊。价下梦弦麻遥b菊节点友2裹、上弦节扑点事“巷B去”划体华按上表所镰列腹推杆纺B枣a羽、版b警B貌所需焊缝卫长度，节稻点板缩进偿上弦角钢病背，缩起进族7m度m乳，按比例扩绘制节点浙详图，从航而确定节柴点板的形道状和尺寸糊（附图）浮。焊脚尺孝寸漠，焊缝承勇受节点集您中荷载垂薄直于屋面足的分量职及相邻弦贤杆的内力抢差佛，实际上慌因援不大，可河按构造满蓄焊。假设乏验算焊缝饥的强度：择查表得出颠满足要求敢。主上弦节食点畏“渴B范”像3胃、下弦中群央拼接节冷点城“渠e俱”侮（拿1希）拼接角日钢计算蝴最渡因节点两珍侧下弦杆颗内力相等膏，使用一员侧弦杆内纳力模代入计算荡即可。拼助接角钢采赌用与下弦励相同的截款面骑2板∟元140×拥90×1贴0杰，设与下调弦的焊缝器的焊脚尺燕寸辟，竖直肢盈应切去味，节点一妻侧与下弦膨的每条焊拣缝所需计展算长度为饱：唐拼接角钢狸需要的长意度为：般为保证拼葛接节点处猜的刚度，驾故取旗。横（场2济）下弦与载节点板的状连接焊缝邀计算怜猜川下弦与节谜点板的连漏接焊缝按秃代入计算禽。取焊脚尤尺寸含，节点一芒侧下弦肢迈背和肢尖锤每条焊缝踪所需长度瞒、泄分别为：扛肢背焊缝驼长度：搂肢尖焊缝子长度壮：本钳下弦节顾点朋“强e啦”歌4陶、屋脊节类点伯“迈H避”膨（裤1典）拼接角雄钢计算超按上弦杆机内力光计算拼接洞角钢与上泛弦的焊缝赶。拼接角必钢采用与袭上弦相同庄的截记面忠2侮∟乓140×窃90×1技0月，设与上您弦的焊缝陷的焊脚尺壤寸念，竖直肢短应切去碍，节点每勒侧与上弦课的每条焊梅缝所需计姨算长度为僻：开拼接角钢框需要的长诉度为：侨为保证拼珠接节点处临的刚春度简,递故取膝。威（煤2嫌）上弦与招节点板间胜焊缝计算破龙欺上弦与节仰点间在节古点两侧略共嘴8喘条焊缝，狱共同承受犯节点荷骄载养P仰与两侧上希弦内力的变合力。由雹于屋架采劣用决1描：柔1名0乖的放坡，第坡度过小魄可以近似竭地认为鼠，该合力需的数值为忽：喉设焊脚尺肚寸植，每条焊瑞缝所需要圾长度为：戒屋脊节拳点制“齐H益”判5厚、支座节泊点鼻“乌a好”东（班1添）底板计临算：丹底板承受惹屋架的支部座反力网,援柱采堡用扰C2房0害砼，砼的肺轴心抗压智强度设计搭值缴，所需底拒板净面积君为：现锚栓直径哀，锚栓孔滥布置抄为壳50m事m撇，栓孔面煌积晚为：饲所需底板桐面积凶为呼童按构造要舌求采用底骑板面积为蹈，锚栓垫定板采咸用子-100碰×100嘉×2灾0魔，孔运径诞26m鸭m屈独。泊底板承受仓的实际应帮力：券，查垒表肢5.敢8易，回则蓄