本word文档可编辑可修改 单层 21米跨工业厂房钢结构屋架设计黄山学院21米跨工业厂房梯形屋架设计一、设计资料1.某单层单跨工业厂房总长度 90米，跨度 L(取 21 m)。厂房纵向柱距6 m。2.结构形式 :钢筋混凝土柱，梯形钢屋架。柱的混凝土强度等级为 C30，屋面坡度 i=L/10；L为屋架跨度。地区计算温度高于 -200C，无侵蚀性介质，地震设防烈度为 6度，屋架下弦标高为 18m；厂房内桥式吊车为 2台 150/30t（中级工作制），锻锤为 2台 5t。3.屋架形式及荷载 :屋架形式、几何尺寸及内力系数（节点荷载 P=1.0作用下杆件的内力）如附图所示。根据设计要求，屋架采用的钢材、焊条为： Q235钢，焊条为 E43型。4.荷载标准值（水平投影面计）(1)永久荷载：2三毡四油（上铺绿豆砂）防水层水泥砂浆找平层0.4 KN/m0.4 KN/m22保温层0.45KN/m22一毡二油隔气层0.05 KN/m0.3 KN/m2水泥砂浆找平层预应力混凝土大型屋面板屋架及支撑自重：1.45 KN/m按经验公式 q 0.12 0.011L =0.351KN/m2(2)可变荷载：2屋面活荷载标准值：0.7 KN/m2雪荷载标准值：0.35 KN/m2积灰荷载标准值：1.2KN/m注：实际取屋面活荷载标准值与雪荷载标准值的较大值，保温层及积灰1 单层 21米跨工业厂房钢结构屋架设计荷载取值参照学号。屋架计算跨度，几何尺寸及屋面坡度见附图1。5.钢屋架的制造、运输荷安装条件：在金属结构厂制造，运往工地安装，工地有足够的起重安装条件。屋架几何尺寸及屋架全跨上弦节点单位荷载作用下构件内力系数见附图。6.内力计算考虑下面三种情况（1）、满载（全跨静荷载加全跨活荷载）（2）、在吊装过程中可能出现的半跨屋面板荷载和半跨活荷载（活荷载 400 N/m2）和全跨屋架自重。（3）、在使用过程中全跨静荷载和半跨活荷载。7.设计附图：1507.5 1507.51507.51 7.51507.5 1507.5501.01.01.01.0EH1.0D1.0C1507.5G1.0D0.5CF0093GHA0952421F-1 2.18B09048968204030991326-1 2.1833AB-7.472317522831- 11.26275.-262 224140.000 +902.+0.3. +0300.44.2508.11.47-15.-681.-928150 a 1350ceg0 -h0-782+ 4.100+9.744+ 11.962+ 11.768h15007=10500aceg21米跨屋架几何尺寸21米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值1.01.01.01.0E1.01.0C1.00.5GH-FG-5.3 19FE-3.923D-7.3 39DACB-5 .3103B-6.861A119-2.1620.00074.0.0033.2+1.22-1.0100000+00067 -1.525.0.00.-0.848 -2.016.075.30+0 .14.113.2- 0-.569-.713.-26 -9170 5- -1+14306+ 3.010+ 6.663+ 7.326+ 5.884+4.636+3.081+ 1.090aceggeca21米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值二、屋盖结构形式和支撑布置布置屋盖支撑时应根据支撑布置原则，结合本设计具体情况，即厂房长度90 m60 m；跨度 L21m；有桥式吊车且吊车平台较高等，考虑上弦横向水平支撑、下弦横向水平支撑、垂直支撑应设几道和其位置；下弦纵向水平支撑是否需要设置；系杆如何设置，设刚性系杆还是柔性系杆布置屋架支撑，并进行编号，钢屋架代号 GWJ2 单层 21米跨工业厂房钢结构屋架设计支撑代号：屋架上弦横向水平支撑sc屋架下弦横向水平支撑 xc屋架下弦纵向水平支撑 zc垂直支撑刚性系杆柔性杆件ccLG1LG260006000156000600600屋架上弦支撑布置图60060060006000156000屋架下弦支撑布置图3 单层 21米跨工业厂房钢结构屋架设计垂直支撑 1-1柱顶处屋架垂直支撑三、荷载内力计算1.荷载计算按屋面做法，已知各荷载标准值算出永久荷载设计值；按屋面活载及雪荷载两者中取大值的原则，算出可变荷载的设计值。计算可列表1进行。表 1荷载标准值及设计值计算序号荷载名称标准值(KN/m2设计值KN/m2备注1三毡四油（上铺绿豆砂）防水层0.40.481.2234567水泥砂浆找平层保温层0.40.450.050.30.480.72一毡二油隔气层水泥砂浆找平层预应力混凝土屋面板屋架及支撑自重永久荷载总重0.060.361.450.3513.4511.740.42124.261289屋面施工活荷载标准值雪荷载标准值0.70.351.20.980.491.681.410积灰荷载标准值取 8、9项中之大可变荷载总重1.92.66值4 单层 21米跨工业厂房钢结构屋架设计2.荷载组合按三种情况进行组合：(1)全跨永久荷载 +全跨可变荷载；P =（4.2612+2.66）61.5= 62.2908 KN(2)全跨永久荷载 +半跨可变荷载；P1=4.261261.5= 38.3508 KNP2=2.6661.5= 23.94KN(3)全跨屋架支撑自重 +半跨屋面板重 +半跨可变荷载重。P3=1.20.35161.5= 3.7908 KNP4=(1.21.45+2.38)61.5= 37.08 KN3.杆件内力杆件轴心力节点荷载杆件内力系数。对于上、下弦荷靠近支座的腹杆，仅需按组合 (1)算出相应的内力选定为内力设计值。而靠近跨度中间部分的腹杆则需分别按三种组合求出相应的内力。经比较，其最不利的数值选定为内力设计值。具体计算可列表进行。下表给出了半跨荷全跨上弦节点单位荷载作用下的杆件内力系数。5 单层 21米跨工业厂房钢结构屋架设计表 2屋架杆件内力组合表内力系数（ F=1）第 1种组合第 2种组合第 3种组合P3 1P1 1 P 2P 13计算杆件内力（kN）2p 1P1 1 P 32杆件名称左半跨右半跨P 34P4 2全跨 (1)(2)(3)AB0000.000.0000.0000.0000.0000BC/CD-7.472-5.31-7.339-6.8613.01-2.162-3.923-5.3191.09-465.44-701.52-758.70255.39-413.679-607.602-631.365229.298-338.315-525.823-594.450183.333-225.220 -108.492 -465.44-314.822 -188.157 -701.52-300.578 -243.400 -758.70上弦下弦DE、EF -11.262FG/GHac-12.184.1127.15355.959255.39ceeggh9.7446.6637.3265.8843.0814.6365.884606.96745.12733.04533.202634.137592.175447.449569.738592.175284.002316.994262.789151.181217.248262.789606.96745.12733.0411.96211.768斜腹 aB-7.6845.808-4.409-5.6413.96-2.0431.848-1.776-478.64361.78-274.64-429.733317.544-232.123-343.597266.983-211.606-238.297 -104.883 -478.64杆BccD168.85490.541361.78-2.633-114.345 -82.568-274.64DeeF2.7921.2221.57173.92-97.92136.330-61.413144.661-96.79655.896-7.70268.800173.92-97.92-1.572-0.047-1.525-62.506Fg0.3280.713-1.0391.9131.367-1.220.4344.41-12.29573.14145.305-1.384-37.28373.63751.93251.9373.64gH-41.793竖直