梯形钢屋架课程设计一、设计资料（1） 题号61，屋面坡度1:16,跨度21m ，长度96m ，，地点：上海,基本风压：0.20kN/m 2,基本雪压：0.55kN/m 2。

该车间内设有两台200/50kN 中级工作制吊车，轨顶标高为8。

5m 。

（2） 采用1。

5m ×6m 预应力混凝土大型屋面板,80mm 厚泡沫混凝土保护层，卷材屋面，屋面坡度i=1/16.屋面活荷载标准值0。

7kPa,血荷载标准值为0.55kN/m 2，积灰荷载标准值为0.6kN/m 2.屋架铰支在钢筋混凝土柱上，上柱截面为400mm ×400mm 。

（3） 混凝土采用C20，，钢筋采用Q235B 级，焊条采用E43型。

（4） 屋架计算跨度:l 0=21m-2×0。

15m=20.7m（5） 跨中及端部高度：采用无檩体系屋盖方案,缓坡梯形屋架，取屋架在21m轴线处的端部高度m h 005.20='。

屋架跨中起拱按500/0l 考虑,取60mm 。

二、结构形式与布置屋架形式及几何尺寸如下图：梯形钢屋架支撑布置如下图:1、2、荷载计算屋面荷载与雪荷载不会同时出现，计算时取较大值进行计算，故取屋面活荷载0。

7kN/m2进行计算。

屋架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑)按经验公式2(0.120.011)/k g l kN m =+计算，跨度单位为米(m ）。

荷载计算表如下:（1） 全跨永久荷载+全跨可变荷载：（2） kN F 629.5565.1)82.1361.4(=⨯⨯+=全跨永久荷载+半跨可变荷载 全跨节点永久荷载:kN F 249.3965.1361.41=⨯⨯=半跨节点可变荷载:kN F 38.1665.182.12=⨯⨯=（3)全跨屋架（包括支撑）自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载全跨节点屋架自重：kN F 47.565.1608.03=⨯⨯=半跨接点屋面板自重及活荷载：kN F 31.2365.1)7.089.1(4=⨯⨯+=（1)、（2）为使用节点荷载情况，（3）为施工阶段荷载情况.4、内力计算屋架在上述三种荷载组合作用下的计算简图如下:由数解法解得F=1时的屋架各杆件的内力系数(F=1作用于全跨\左半跨和右半跨)。

然后进行组合，如下表:5、 杆件设计 （1） 上弦杆整个上弦采用等截面，按IJ 、JK 杆件的最大设计内力设计，即 N=-1247.76kN 上弦杆计算长度：屋架平面内：为节间轴线长度，即m l l ox 508.10==屋架平面外：由于屋架为无檩体系，并且认为大型屋面板只起到刚性系杆作用，根据支持布置和内力变化情况，取y l 0为支撑点间的距离，即y l 0=3×1.508=4。

524m根据屋架平面外上弦杆的计算长度，上弦截面选用两个不等肢角钢，短肢相并,如图：腹杆最大内力N=-629.72kN ，查表得中间节点板厚度选用12mm ，支座节点板厚度选用14mm 。

设λ=60,查Q235钢的稳定系数表,得807.0=ϕ(由双角钢组成的T 形和十字形截面均属b 类），则需要的截面积为:2349.7191215807.01076.1247mm f N A =⨯⨯=⨯=ϕ需要的回转半径：mm m l i oxx 1.2560508.1===λmm l i oy y 4.7560524.4===λ 根据需要A 、x i 、y i 查角钢表，选用2∟180×110×14，肢背间距a=12mm ，则：A=78002mm ，x i =30。

8mm ，y i =88。

0mm验算:41.510.88452496.488.301508======yoy y x ox x i l i l λλ由于[λ］=150，所以满足细长比要求.因为x y λλ>，只需求y ϕ，查表得y ϕ=0.847,则MPa MPa MPa A N y 21587.1887800847.01076.12473<=⨯⨯=ϕ故所选截面符合要求. （2） 下弦杆整个下弦杆采用同一截面,按最大内力所在的杆计算. N=1232.18kNm l ox 3000=,14850229700==oy l (因跨中有通长系杆），所需截面为: 2231.5707.57312151232180cm mm f N A ====选用2∟180×110×12，因ox oy l l >>，故用不等肢角钢，短肢相并,如下图cm i cm i cm cm A y x 75.8,10.3,31.5740.6722==>=3507.16975.8148535077.9610.330000<===<===y yy x x x i l i l λλ故所选截面符合要求。

(3）端斜杆aB杆件轴力：N=—629。

72kN 计算长度:mm l l oy ox 2535==因为oy ox l l =，故采用不等肢角钢,长肢相并，使oy ox l l ≈。

选用2∟140×90×10,则A=44。

6cm 2，cm i x 47.4=，cm i y 73.3=71.5647.45.253===x ox x i l λ96.6773.35.253===y oy y i l λ因为y x λλ>，只需要求y ϕ，查表得0.764，则MPa MPa A N y 21581.1844460764.01072.6293<=⨯⨯==ϕσ所以所选截面符合要求。

（4）腹杆eK eg -此杆可在g 点处不断开，采用通杆。

最大拉力：kN N kN N eg gK 5756.117,628.157== 最大压力：kN N kN N gK eg 14.44,0798.45-=-=在桁架平面内的计算长度取节点中心间距mm l x 23060=，在桁架平面外的计算长度：cm N N l l y 95.449)08.4514.4125.075.0(460)25.075.0(1210=⨯+⨯=+=选用2∟63×5，查表有：1500.14804.395.44915087.11894.16.23004.3,94.1,26.12002<===<======yy y x x x y x i l i l cmi cm i cm A λλ因y λ〉x λ，只需求y ϕ，查表得y ϕ=0。

31，则MPa MPa A N MPaMPa A N y 21536.128122810628.1572154.118122831.01008.4533<=⨯==<=⨯⨯==σϕσ拉应力：符合要求（5）竖杆Iecml cm l l kNN y x 319,2.2553198.08.04435.8300==⨯===由于杆件内力较小，按150][==λλ选择，则需要的回转半径为cml i cm l i y y x x 13.2150319][70.11502.225][00======λλ查型钢表，选截面的x i 和y i 较上述计算的x i 和y i 略大。

选用2∟63×5,其几何特征为15097.10404.33191505.13194.12.25504.3,94.1,26.12002<===<======yy y x x x y x i l i l cmi cm i cm A λλ因y λ>x λ，只需求y ϕ，查表得y ϕ=0.38，则MPa MPa A N y 2158.178122838.01044.833<=⨯⨯==ϕσ符合要求。

其余各杆见下表：杆件编号内力(kN）计算长度截面规格截面面积回转半径（cm）长细比容许长细比稳定系数计算应力IJ、JK—1247.7585150.8 452.42∟180×110×1477.933。

088。

8 48.96151。

4091150.847189。

0350996de 1232。

18235300 14852∟180×110×1267。

42 3。

18.7496.7742169.90835182.76Aa -27.8145 199 199 2∟63×5 12.2861。

943.04102.57765。

4605150.53842.08026545aB—629.72028253。

5 253.52∟140×90×1044.5224。

473。

7456。

711467.7807150.764185。

131217Bb 503。

44245 208。

64260.8 2∟100×623.8643。

14.5167.303257.827135210。

96Cb —55.629 183。

2 229 2∟50×5 9。

606 1.532.53119。

73990.5138150。

439131。

9149905bD —420。

55524229.52286.9 2∟100×727。

5923。

094。

5374.278363.3333150。

724210。

5238487Dc 308.74095 228.72285.9 2∟70×6 16.322。

153。

33106.38185.855935189.179Ec -55.629 203.84254.8 2∟50×5 9。

6061。

532。

53133.229100。

711150.363159。

533556cF—237.53583250.32312。

9 2∟90×621.2742.794。

1389。

720475.7627150。

621179.7994558Fd 152.42346 249。

311.8 2∟50×5 9.606 1.5 2.5163。

123.2435158.67511 / 2344 3 3 033 1 0Gd —55.629 231。

2 289 2∟50×5 90606 1。

532.53151。

111114。

229150。

3040。

020196249dH—96.67413271.6 339。

5 2∟70×6 16.322.153.33126。

326101。

952150.304194。

8572344He47.1906-26.7021270。

8 338。

5 2∟63×5 12。

281。

943。

04139.588111.349150。

34760。

11Ie -83。

4435 255.2 319 2∟63×5 12。

28 1。

943。

04131.546104.934150.381178.3483803eg 117.57564-45.0798230。