设计某厂房钢屋架
一、 设计资料
梯形屋架跨度24m,物价间距6m,厂房长度120m。屋架支撑于钢筋混凝土柱子上,节点采纳焊接方式连接,,其混凝土强度C25,柱顶截面尺寸400mm×400mm。屋面用预应力钢筋混凝土大型屋面板。上弦平面侧向支撑间距为两倍节间长度,下弦平面在柱顶和跨中各设一道纵向系杆。屋面坡度i=1/10。刚材采纳Q235B钢,焊条E43××系列,手工焊。
二、 屋架形式和几何尺寸
屋架的计算跨度l0=L-300=24000-300=21000mm,端部高度取H0=2000mm,跨中高度H=3200mm
三、 屋盖支撑布置 (见图1) 四、 荷载计算
⒈永久荷载:预应力钢筋混凝土屋面板(包括嵌缝)/m2
防水层(三毡四油上铺小石子) KN/m2
找平层(20mm厚水泥砂浆) ×20= KN/m2 保温层(泡沫混凝土)厚40mm /m2
钢屋架及支撑重 +×24=/m2 合计 /m2 ⒉可变荷载:屋面荷载 /m2
雪荷载 /m2
由于可变荷载和雪荷载不能同时达到最大,因此去他们中的较大值。取 KN/m2
五、 屋架杆件内力计算与组合
永久荷载分项系数,可变荷载分项系数. ⒈荷载组合:
⑴全跨恒载+全跨活载 ⑵全跨恒载+半跨活载
⑶全跨屋架,支撑自重+半跨屋面板重+半跨活载 ⒉节点荷载:
永久荷载 F1=×××6=
可变荷载 F2=×××6= ⒊屋架杆件内力计算
表一屋架构件内力组合表(单位:KN) 见表1
六、 屋架杆件设计
支座斜杆的最大内力设计值为 KN,查表,中间节点板厚度选用10mm,支座节点板厚度选用12mm。
⒈上弦杆
上弦采纳等截面,按N=, FG杆件的最大设计内力设计。上弦杆计算长度:平面内:lox=lo=1507mm;在屋架平面外,依照支撑和内力转变情形,取loy =2×l0=3014mm。
假设λx=λy=120,查表得φ=。取强度设计值f=215 N/mm2, 那么需要的截面面积:
A=N∕φf=572280∕×215=3544mm2= cm2 需要回转半径:
ix=lox∕λ=1507∕70= iy= loy∕λ=1507×2∕70=43mm 依照需要的A、ix,查角钢型钢表,
选用2∟125×80×10,A=,ix=,iy=,a=10mm。 按所选角钢进行验算:
λx= lox∕ix =1507∕×10)= < [λ]=150
λy= loy∕iy=3014∕×10)= < [λ]=150 知足长细比要求。
σ=N/A=572280∕×102)= N/mm2﹤ f=215 N/mm2 , 知足截面要求。