设计资料请根据如下资料设计某厂房的三角形屋架1. 单跨双坡封闭式厂房，屋面离地面高度约20m,屋架铰支于钢筋混凝土柱柱顶。单层压型钢板屋面（自重 0.1-0.18KN/mm 2），或带保温层的双层压型钢屋面（自重标准值0.30 - 0.50 kN / m合计0.897 kN/mn2（2）可变荷载（活荷载）（对水平投影面） 雪荷载因屋架受荷载水平投影面积超过60 m?,故均布荷载为0.3 kN/m2 0.5 kN/m? 故只考虑雪荷载。 风荷载基本风压 60（=0.45 kN/m?房屋高度H=20m30m，高宽比H/B=20/18=l.ll1.5取风振系数卩=1.0z风荷载体型系数：迎风面r = 0.328s 1背风面卩= 0.5s 2假设地面粗糙度为A类地区的风压高度系数卩=1.63z风荷载标准值（垂直作用于屋面）迎风面： 1 =卩z卩s 1 卩z叫=Z x （-0.328） x .63 x 0.45 =-0.337 kN/m背风面： 1 =卩z卩s2卩z叫=Z x（-0.5） x 1.63 x 0.45 =-0.531 kN/m均未超过永久荷载垂直于屋面的设计值，不会引起杆件内力的变号，所以不考虑风荷载。3）施工检修集中荷载标准值g =1.0kN，由检修集中荷载引起的弯矩为 ）槽钢標条（坡向间距约750 - 850 mm ）。结构重要性系数为 v = 1.0，地区基本风压w = 0.45 kN / m2，冬季室外计算温度高于-20 0C。0 02. 屋面坡度：i = 1/2.53. 屋架间距：6m ;厂房长度：132 m4. 屋架跨度：27 m5. 基本雪压（kN / m2，: 0.56. 钢筋混凝土柱子的上柱截面400 x 400 mm，混凝土强度等级为C 25。一、屋架设计屋架结构的几何尺寸如图：1. 屋架平面图见附图12. 荷载标准值（1） 永久荷载（恒荷载）（对水平投影面）带保0.4/cos21.98 =0.43 kN/m2檩条自重0.05kN/n2屋架及支撑自重0.12+0.011L=0.417 kN/n2M = - x g l =0.25 x 1 x 6 = kN5 m而由雪荷载引起的弯矩为14 m=qli = 0.5 x 36 = 2.25 kNmM，所以不必考虑施工检修荷载，故只需考虑 2 8 8 1以下两种情况下的内力组合。（1）全跨恒荷载+全跨活（或雪）荷载（2）全跨恒荷载+半跨活（或雪）荷载3. 檩条设计初选截面：选用12.6,I = 389cm 4 ,w = 61.7 cm 3 ,W = 10.3cm 3 ,，= 4.98cm ,i = 1.56cmxxyxy荷载及组合：永久荷载压型钢板0.4X0.8=0.32 kN/m檩条及拉条自重0.2 kN/m合计0.52 kN/m、-T* H- -M、. 活荷载雪荷载0.5X0.8=0.4 kN/m檩条线荷载为：标准值：q = 0.52 + 0.4 = 0.92设计值：q =1.2 x 0.52 + 1.4 x 0.4 = 1.184qx = qsin a = 0.44 kN/mqy = qcos a = 1. 1 kN/m跨中弯矩设计值:1 x 1.1 x 36 = 4.95 kN m8My =1一q 12 = 0.44 x 36 /32 = 0.49532 x验算强度:M M 4.95 x 10 60.495 x 10 6b =_ +- =+= 116 .46 215r W r W 1.05 x 617001.2 x 1.03 x 10 3x xx yN/mm挠度验算:V=d =丄 x O92 x 6000 3= 0.003 丄1384 EI 384206 x 10 3 x 389 x 10 4150验算长细比：九x九y6004.983001.56=120=192x =门=200200，满足要求。4. 上弦的集中荷载及节点荷载由檩条传给屋架上弦的集中恒荷载和上弦节点恒（活）荷载见附图2 上弦集中恒（活）荷载计算简图见附图3 上弦节点恒（活）荷载计算简图见附图4荷载效应组合：1）全跨屋面恒荷载作用下上弦集中恒荷载设计值Pl=1.2X0.897X6X0.8=5.167kN上弦节点恒荷载P=3P1=25.581kN2）全跨雪荷载作用下上弦集中雪荷载设计值P1=1.4X0.5X6X0.8= 3.36kN上弦节点雪荷载设计值P=3Pl=10.8kN5. 内力计算（1） 内力系数及内力见附表1（2）上弦杆弯矩计算：假设上弦杆件自重的标准值为估算屋架自重的1/4,即q=1/4X0.417=0.104kN/m? 求节间荷载时按屋面水平投影计算的永久荷载标准值为：qk = 0.104 + 0.43 + 0.15 = 0.684 kN/tf设计值q = 1.2 x 0.684 + 1.4 x 0.4 = 1.38 kN/tf节间荷载设计值：p = qla = 1.38 x 6 x 0.8 = 6.63 kN节间为简支跨时的简支梁最大弯矩：M 0 = 6.63 x 0.74 = 4.92 kNm端节间跨中正弯矩：M 1 = 0.8M 0 = 0.8 x 4.92 = 3.94 kN m中间节间跨中正弯矩和中间节点负弯矩：M 2 = 0.6M 0 = 0.6 x 4.92 = 2.95 kNm6. 截面选择(1)上弦杆截面选择上弦杆采用相同截面，以节间1-9的最大轴力N1 _ 9来选择：N 9 =-375.81kN M = 2.95k Nm l = l = 240 cmminoxoy选用截面t100X 10A=38.52 cm 2 Wx=126.58cm3 Wy=50.12cm3 i =3.05 cmi =4.52 cmxyxy长细比：九= 78.7 九=150，属b类截面。x i 3.05x =I =誥=53 风=150，属 b 类截面。 yb_迦t 10=10 0.58 “ = 15.5 b0.475 b40.475 x 100 4九=X (1 +) = 53 x (1 +) = 57 .4yz y l 212240 2 x 10 2oy查表得：申=0.6961申=0.821xy, 冗 2 EA 冗 2 x 206000 x 3852N 仁=1148 kN1.1X 21.1 x 78.72x塑性系数：丫 =1.05 丫 =1.2x1x 21）弯矩作用平面内的稳定验算：此端节间弦杆相当于两端支承的杆件，其上作用弯矩和横向荷载使构件产生反向曲率,故取等效弯矩系数0=0.85。卩MmxY W (1 0.8x x Nex3758100.6374 x 38520.85 x 3.94 x 106375 .811.05 x 126 .5810 3 x (1 0.8 x)826 .3N/mm215 N/mmNAN/mm215 N/mm1.2 x 50.12 x 10 3 x (1 1.25 x0.85 x 3.94 x 10 611483.32)故平面内的稳定性得以保证。 弯矩作用平面外的稳定验算：由公式得rb + 00017入小f =1 0.0017 x 53 = 0.9卩Mtx亠，9 bWb 一N/mm215 N/mm3758100.85 x 3.94 x106+ 1 x= 1480.821 x 38520.9 x 126580故所选截面满足要求。(2)下弦杆截面选择下弦杆采用相同截面，以节间1-8的最大轴力N来选择:1 8N = N =348.48kNmaxl = 388.65 cmoxl = 775.35cmy选用截面丄90X10 截面的几何特性：截面面积:A=17.17 cm 2回转半径:i =2.74 cm ,xi =4.13 cmy长细比:loxix388 .652.74=141 .8 九=250，属 b 类截面。775 .35=187 .7 九=250，属 b 类截面。4.13N 348480b = 203 N / mm 2 f = 215 N / mm 2A 1717 杆件8-18, 14-20截面选择，满足要求。N = N14 20=-3附maxl = 0.81 =0.8 X 188.4=150.72 cmoxl = l =188.4cmy选用截面L70X5截面的几何特性：截面面积：A=6.88 cm2回转半径:i =1.39 cm长细比：，九=188 .4 = 135.5 九=150，属b类截面。 y i 1.39yb 70/=14 0.54 亠=22.6t 5b“0.85b40.85 x 70 4九=X (1 +) = 135 .5 x (1 +) = 166 .7yz y l 212188.42 x 52y查表得：申=0.2569yz，满足要求。N30800=174 .3N / mm 2 f = 215 N / mm 2申 A 0.259 x 688yz杆件8-17和杆件15-20截面选择N = N 15 一 20 =-30.76kNmaxlox=0.81 =0.8X188.4=150.72 cm=l =188.4cmy截面选择与8-18相同。杆件8-16，16-20的截面选择N = N16 一 20 =6334kNmaxlox=0.81 =0.8X388.2=310.56 cm=l =388.2 cmy选用截面t50X5截面的几何特性:截面面积:A=9.6 cm2回转半径:i =1.53 cmi =2.45 cmy长细比:loxix310 .561.53202 .98 X = 250，属 b 类截面。388 .22.4565.98 X = 250，属 b 类截面。63340960=65 .98 N / mm 2 f = 215 N /mm 2，满足要求。杆件7-16截面选择N =-71.15kNl = 0.81 =0.8 X 290.5=232.4 cml = l =290.5 cmmaxoxy选用截面t50X5截面的几何特性:截面面积: