renchunmin一、设计计算资料1. 办公室平面尺寸为18m66m，柱距8m，跨度为32m，柱网采用封闭结合。火灾危险性：戊类，火灾等级：二级，设计使用年限：50年。2. 屋面采用长尺复合屋面板，板厚50mm，檩距不大于1800mm。檩条采用冷弯薄壁卷边槽钢C20070202.5，屋面坡度i=l/20l/8。3. 钢屋架简支在钢筋混凝土柱顶上，柱顶标高9.800m，柱上端设有钢筋混凝土连系梁。上柱截面为600mm600mm，所用混凝土强度等级为C30，轴心抗压强度设计值fc14.3N/mm2。抗风柱的柱距为6m，上端与屋架上弦用板铰连接。4. 钢材用 Q235-B，焊条用 E43系列型。5. 屋架采用平坡梯形屋架，无天窗，外形尺寸如下图所示。 6. 该办公楼建于苏州大生公司所属区内。7. 屋盖荷载标准值：(l) 屋面活荷载0.50 kN/m2 (2) 基本雪压 s0 0.40 kN/m2 (3) 基本风压 w0 0.45 kN/m2 (4) 复合屋面板自重 0.15 kN/m2 (5) 檩条自重 查型钢表 (6) 屋架及支撑自重0.12+0. 01l kN/m2 8. 运输单元最大尺寸长度为9m，高度为0.55m。二、屋架几何尺寸的确定1.屋架杆件几何长度屋架的计算跨度，端部高度取跨中高度为。跨中起拱高度为60mm（L/500）。梯形钢屋架形式和几何尺寸如图1所示。 （虚线为起拱后轮廓）2.檩条、拉条、及撑杆：长尺复合屋面板可以不考虑搭接需要，檩条最大允许间距为1800mm。另外，屋架上弦节点处一般应设檩条。所以，将檩条设置在各上弦结点上，檩距为1502mm，檩条跨度在时，至少在跨中布置一道拉条，跨度大于时，宜布置两道。此檩条跨度为9m，可在3分点处分别布置一道拉条，布置如下图：三、屋盖支撑布置1、设置支撑的必要性及图示必要性：平面屋架在其本身平面内，由于弦杆与腹杆构成了三角形几何不变铰接体系而具有较大刚度，但在垂直于屋架平面内，不设支撑体系却不能保持其几何不变，当在屋架端部两屋架间未设置垂直支撑时，虽然有檩条和系杆的连系，屋架相互间仍是几何可变的，在侧向为作用下屋架会倾斜。各支撑作用：1）横向支撑 上弦平面横向支撑能保证上弦杆的侧向稳定性，当山墙柱的上端支撑于屋架上下弦某些节点上时，横向支撑可传递山墙上的纵向水平荷载。2）纵向支撑 与横向支撑一起形成水平刚性盘，增加房屋整体刚度，在车间设有吊车时，在吊车横向制动力作用下使框架起空间作用，可减轻受荷载较大的框架所受水平荷载和产生的水平变形，有托梁时，可保证托梁的侧向稳定。3）垂直支撑 保持屋架侧向的几何特性和稳定性，下弦无横向支撑时，作为下弦系杆的节点，传递山墙所受纵向风荷载等至屋架柱，保证吊装屋架时的稳定和安全。其中SC为上弦支撑、XC为下弦支撑、CC为垂直支撑、GG为刚性系杆、LG为柔性系杆、GWJ为屋架。四、荷载计算1、永久荷载（水平投影面）压型钢板 kN/檩条（0.5kN/m） 查表得到Z25070202.5的檩条每米长质量为8.380 kg/m kN/屋架及支撑自重 0.12+0.01L=0.42kN/ 合计 0.628kN/ 2、可变荷载（水平投影面）屋面荷载和雪荷载不会同时出现，计算时，取较大的荷载标准值进行计算。故取屋面活荷载0.5 kN/进行计算。3、风荷载风压高度变化系数为1.025，屋面迎风面的体型系数为-0.6，背风面为-0.5，所以负风压标准值（垂直于屋面）为：迎风面：kN/背风面：kN/对轻型钢屋架，当风荷载较大时，风吸力可能大于屋面永久荷载，此时屋架弦杆和腹杆中的内力均可能变号，必须考虑风荷载组合。但此处风荷载小于永久荷载，故不考虑风荷载的影响。五、屋架杆件内力计算与组合由永久荷载控制的荷载组合值为：kN/由可变荷载控制的荷载组合值为：kN/故可变荷载效应起控制作用。每个节点的负载面积为 压型钢板 0.15013.5=2.025kN檩条（0.5kN/m） 0.05813.5=0.783kN屋架及支撑自重 0.4213.5=5.67kN活荷载取为 0.513.5=6.75kN1、荷载组合考虑以下三种荷载组合（1）全跨永久荷载+全跨可变荷载（2）全跨永久荷载+半跨可变荷载（3）全跨屋架、支撑及天窗架自重+半跨屋面板重+半跨屋面活荷载组合一:全跨永久荷载+全跨可变荷载：中间节点荷载： kN 端部节点荷载： kN组合二:全跨永久荷载+半跨可变荷载：（假设半跨可变荷载在左边半跨）左中结点荷载kN左端结点荷载kN右中结点荷载kN右端结点荷载kN正中结点荷载kN组合三:全跨屋架及支撑自重+半跨屋面结构材料+半跨施工荷载：（假设半跨屋面结构材料+半跨施工荷载在左半跨）左中结点荷载kN左端结点荷载kN右中结点荷载kN右端结点荷载kN正中结点荷载kN2、由结构力学求解器求得各杆内力杆件组合一（kN）组合二（kN）组合三(kN)内力设计值（kN）在左在右在左在右下弦杆ab000000bd305.41264.8198.92250.32160.94305.41df509.65433.28340.56406.03280.26509.65fh621.77515.15428.93477.12360.15621.77hj661.58529.05475.48481.77409.1661.58jk643.58488.6488.6433.32433.32643.58上弦杆AB-160.68-140.5-103.47-133.3-83.07-160.68BC-160.68-140.5-103.47-133.3-83.07-160.68CD-421.08-361.73-277.62-340.56-226.45-421.08DE-421.08-361.73-277.62-340.56-226.45-421.08EF-576.56-484.34-391.09-451.44-324.94-576.56FG-576.56-484.34-391.09-451.44-324.94-576.56GH-650.52-530.31-457.43-487.43-388.55-650.52HI-650.52-530.31-457.43-487.43-388.55-650.52IJ-659.88-515.56-486.4-464.07-424.51-659.88JK-659.88-515.56-486.4-464.07-424.51-659.88竖杆Aa-196.2-172.79-125.12-164.44-99.76-196.2Bb-19.56-19.57-10.13-19.57-6.77-19.57Dd-19.62-19.62-10.17-19.62-6.8-19.62Ff-19.62-19.62-10.17-19.62-6.8-19.62Hh-19.62-19.62-10.17-19.62-6.8-19.62Jj-19.62-19.62-10.17-19.62-6.8-19.62Kk000000斜杆Ab239.89209.76154.48199.01124.02239.89Cb-214.95-184.62-141.76-173.8-115.65-214.95Cd170.79143.1116.21133.2296.75170.79Ed-138.86-112.2-98.64-102.69-84.29-138.86Ef103.1578.6477.9969.8969.01103.86Gf-75.17-51.41-62.72-42.94-58.28-75.17Gh45.7123.7245.6915.8845.6845.71Ih-20.381.03-31.988.67-36.128.67 -36.12Ij-4.33-24.2717.69-31.3825.5425.54 -31.38Kj27.8447.33-5.0654.28-16.7954.28 -16.79将上表中每根杆件的内力最大值选出，即得到最不利内力组合，如下图：六屋架节点板厚度，杆件截面选择和填板设置。1.屋架节点板厚度确定一个桁架的所有节点板厚宜相等（支座节点板比其他节点板厚2mm），根据受力最大杆件来确定，所有腹杆中， 杆的内力最大，为181kN239.89KN300KN，查表得：屋架中间节点板厚度取8mm,支座节点板厚度取10mm。2.杆件截面选择上弦杆上弦杆IJ和JK所受轴力最大，为受压杆，内力设计值为。规范规定弦杠在桁架平面内的计算长度均取 故上弦杠平面外侧向支承点的间距为节间长度的3倍，故上弦截面选用两不等肢角钢短肢相并，设， ，有： 且节点板厚为8mm,试选截面， 短肢相并其截面几何特性: , , ，截面验算：,对短肢相并不等边双角钢： 故可近似取取，查表得所选截面满足。下弦杆下弦杆轴力最大，为受拉杆，内力设计值为下弦杆计算长度： , 节点板厚度为8mm,试取截面，短肢相并其截面几何特性: , , 截面验算：,所选截面满足。受压腹杆腹杆中受压力最大者，即杆内力设计值为