梯形钢屋架设计探究.doc

目 录 1 设计资料 1 2 屋架形式及几何尺寸 1 3 支撑的布置 2 4 荷载计算 3 5 内力计算 4 6 杆件复核 5 7 节点复核 10 采用PKPM软件进行设计，对杆件和部分节点进行手算复核。 设计资料 1.1 结构形式 跨度为21 m，总长90 m，柱距6 m，采用梯形钢屋架。 1.2 屋架尺寸及选材 屋架端部高度设计为1.8 m，屋面坡度为1/10，采用Q235钢，E43型焊条。 1.3 荷载标准值 恒载有： 防水层、找平层、保温层等 1.7 kN/m2 预应力混凝土屋面板（含灌缝） 1.5 kN/m2 屋架及支撑自重 0.351 kN/m2 活载有： 屋面均布活载 0.5 kN/m2 雪荷载 0.35 kN/m2 积灰荷载 0.5 kN/m2 ，不考虑风荷载地震作用 2 屋架形式及几何尺寸 计算跨度； 屋架中部高度； 屋架跨中起拱42 mm，实取50 mm； (4) 几何尺寸如下图所示：图 支撑的布置 根据车间长度、屋架跨度和荷载情况，上、下弦设横向水平支撑见支撑布置图 a 上弦支撑 b 下弦支撑 c 1-1剖面垂直支撑 图屋面支撑布置（单位：mm）4 荷载计算 屋面活荷载与雪荷载不同时，屋面活荷载大雪荷载，故只取屋面活荷载进行计算。由于屋面坡度较小，可以将沿斜面分布的荷载均视为水平投影面上的荷载。 计算时，竖向节点荷载取1.5 m×6.0 m面积的荷载。 表1恒载恒载 防水层、找平层、保温层等 1.7 kN/m2 预应力混凝土屋面板（含灌缝） 1.5 kN/m2 屋架及支撑自重 0.351 kN/m2 小计 3.551 kN/m2 表2活载活载 屋面均布活载 0.5 kN/m2 积灰荷载 0.5 kN/m2 小计 1 kN/m2 节点荷载标准值： kNkN 5 内力计算 按由可变荷载效应控制的组合计算： kN 按由永久荷载效应控制的组合计算： kN 因此计算按永久荷载效应控制的组合进行，采用PKPM软件将内力参数输入，初步选定截面进行计算，直到PKPM计算无不符合要求的杆件。内力图如图所示。 根据腹杆的最大设计内力kN，取中间节点板厚为10 mm，支座节点板厚为12 mm。 杆件复核 Q235钢，厚度不大于16mm时，N/mm2，N/mm2 .1 上弦杆 图整个上弦杆采用同一种截面类型，为2L140×90×12不等边角钢短肢相并。（图） kN 由角钢间距a=10 mm查表得 A=2640×2=5280 mm2，＝2.54 cm，＝6.81 cm，压杆的容许长细比 计算长度： mm（节点间轴线长度） mm（按大型屋面板与屋架保证三点焊接考虑，取为两块屋面板宽） () 刚度验算： ＜（满足） ＜（满足） 因为，所以＜（满足） 整体稳定性验算： 截面对x轴为b类，对y轴为b类，由，查表得： 因此N/mm2＜N/mm2（满足） .2 下弦杆 图整个下弦杆采用同一种截面类型，为2L125×80×10不等边角钢短肢相并。kN 由角钢间距a=10 mm查表得 A=1970×2=3940 mm2，＝2.26 cm，＝6.11 cm，拉杆的容许长细比 计算长度： mm（节点间轴线长度）mm（跨中有通长细杆） () 刚度验算： ＜（满足） ＜（满足） (2)强度验算： N/mm2＜N/mm2（满足） .3 端斜杆AG 图端斜杆采用2L110×70×10不等边角钢长肢相并kN 由角钢间距a=10 mm查表得 A=1720×2=3440 mm2，＝3.48 cm，＝2.96 cm，压杆的容许长细比 计算长度： mm () 刚度验算： ＜（满足） ＜（满足） 因为 所以＜（满足(2) 整体稳定型验算： 截面对x轴为b类，对y轴为b类，由，查表得： 因此N/mm2＜N/mm2（满足） .4 竖杆 图竖杆采用同一种截面类型（除了中竖杆，中竖杆是采用2L63×8十字型截面），选用2L63×8等边角钢，取DL杆复核。（图10）kN 由角钢间距a=10 mm查表得 A=951×2=1902 mm2，＝1.9 cm，＝3.02 cm，压杆的容许长细比 计算长度： mmmm (1) 刚度验算： ＜（满足） ＜（满足） 因为 所以＜（满足） (2)整体稳定型验算： 截面对x轴为b类，对y轴为b类，由，查表得： 因