《芬克式三角形钢屋架设计》.doc
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芬克式三角形钢屋架设计
设计资料
某厂房总长度为36m，跨度为18m，纵向柱矩为6m。
初选芬克式屋架基本形状及尺寸参数如下图所示：
屋面坡度，坡角，，；
屋架计算长度；中间高度；
上弦划分为4个区间，每个区间长度；
下弦分为3个区间。区间长度分别为，，；
上弦每节间设置两根檩条，檩条间设有拉条，檩条间距为。
屋架支撑布置如下图所示：
1）永久荷载
彩色钢板屋面：；
保温层及灯具：；
屋架及支撑自重按经验公式计算；
檩条重量：；
可变荷载
屋面活载 ： ；
雪荷载： ；
积灰荷载：
二、荷载计算
1.荷载标准值计算
将沿屋面斜面分布的恒荷载换算为沿水平投影面分布的荷载，应乘以系数。
彩色钢板屋面：
保温层及灯具：
屋架及支撑自重：
檩条重量：
恒载合计：
屋面活载 （或雪荷载，两者中取较大值）： ；
积灰荷载：
2、荷载组合
由《建筑结构静力计算手册》查表可知，三角形芬克式屋架的腹杆在半跨荷载下内力不变号。只按全跨荷载计算即可。
节点荷载
四、屋架设计
1.节点集中荷载计算
节点荷载取
等效荷载示意图如下示：
2.屋架内力计算
各杆件内力系数如下图示：
各杆件内力设计值
杆件
上弦杆7
腹杆
下弦杆
AB
BC
CD
DE
BF
CF
CG
CH
DH
EH
GH
AF
FG
GJ
系数
-9.42
-9.05
-8.68
-8.31
-0.93
1.25
-1.86
1.25
-0.93
3.75
2.50
8.75
7.50
5.00
内力值
-453.67
-435.85
-418.03
-400.21
-44.79
60.2
-89.58
60.2
-44.8
180.6
120.4
421.4
361.2
240.8
中间节点处集中荷载为檩条作用在屋架上弦杆的集中荷载，本例中根据檩条布置位置应取为F/3。
则檩条集中荷载作用时
端节点弯矩
其他节间的正弯矩和节点负弯矩
3.上弦杆截面设计
整个上弦杆采用等截面，按最大内力杆设计
（压杆） 杆端，
选用角钢2L100×16等肢相拼成T形截面，（其中a=12mm
上弦杆是压弯构件
1）强度验算
故强度满足要求
2）稳定验算
由正弯矩控制的平面内
长细比：，
绕X轴屈曲时属于b类截面，查表可得
构件产生反向曲率
满足要求
较小翼缘受拉区：
满足要求
由负弯矩控制的平面外
由于受压弦杆侧向支撑点间距为节间长度的2倍，且
（《钢结构设计规范》P51（5.3.1）式）
则
换算长细比 （《钢结构设计规范》P41（5.1.2-6a）式
绕y轴屈曲时处于b类截面 由查表可得
构件产生反向曲率
翼缘受拉且腹板
故
满足要求
3）上弦填板的设置（《钢结构设计规范》P43 5.1.5条）
查型钢表，一个角钢对于平行于填板的自身形心轴的回转半径i=2.98cm，则40i=119.2cm
上弦节间长度为238.3cm。每节间设一块填板，间距为238.3/2=119.15cm119.2cm
填板尺寸。
(《钢结构课程设计》P23)
4.下弦杆截面设计
整个下弦杆采用等截面，故按最大内力设计
所需杆件截面积
选用角钢2L70×45×5短肢相拼成T形截面
查表可得：
对于拉杆
均满足要求，故下弦杆所选钢材满足设计要求
3）下弦填板的设置（《钢结构设计规范》P43 5.1.5条）
查型钢表，一个角钢对于平行于填板的自身形心轴的回转半径i=2.33cm，则80i=186.4cm
下弦节间AF、FG长度为256.6cm。每节间设一块填板，间距为238.3/2=128.3cm186.4cm
下弦节间GJ长度为371.8cm。每节间设两块填板，间距为371.8/3=123.9cm186
填板尺寸。
(《钢结构课程设计》P23)
5.腹杆截面设计
腹杆EG在节点H处不断开，采用通长杆件
所需杆件截面积
选用角钢2L45×5相拼组成T形截面
查表可得：
对于拉杆
均满足要求，故腹杆EG所选钢材满足设计要求
填板设置
按
GH、H
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