淮 阴 工 学 院
课程设计计算书
课程名称： 钢结构设计原理 设计题目： 某梯形钢屋架设计 专业层次： 土木工程（专转本） 班 级： 土木 3132 姓 名： 李凯宁 学 号： 1131421213 指导老师： 李凯宁
2 0 16年 6月
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一．设计资料
1）某厂房跨度为21m，总长90m，柱距6m，屋架下弦标高为18m。
2）屋架铰支于钢筋混凝土柱顶，上45柱截面400×400，混凝土强度等级为C30。 3）屋面采用1.5×6m的预应力钢筋混凝土大型屋面板。（屋面板不考虑作为支撑用）。 4）该车间所属地区为南京市 5）采用梯形钢屋架，
考虑静载：①预应力钢筋混凝土屋面板（包括嵌缝）、②二毡三油加绿豆沙、③找平层2cm厚、④支撑重量；
考虑活载：活载
6）钢材选用Q235钢，焊条为E43型。
二、屋架形式和几何尺寸
屋面材料为大型屋面板，故采用无檩体系平破梯形屋架。屋面坡度 i=（3040－1990）/10500=1/10；
屋架计算跨度L0＝21000－300＝20700mm；
端部高度取H=1990mm，中部高度取H=3040mm（约l/6.8）。屋架几何尺寸如图1所示：
1990a3501501ce7=105001500×289033903040g259028642290025331250755.511507.75..55.1015071150775.50H7.5G150DFABC4428631243261h
图1：21米跨屋架几何尺寸
三、支撑布置
由于房屋长度有90米，故在房屋两端及中间设置上、下横向水平支撑和屋架两端及跨中三处设置垂直支撑。其他屋架则在垂直支撑处分别于上、下弦设置三道系杆，其中屋脊和两支座处为刚性系杆，其余三道为柔性系杆。（如图2所示）
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上弦平面支撑布置
屋架和下弦平面支撑布置
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垂直支撑布置
设计屋架荷载
一．屋架节点荷载
屋架坡度较小，故对所有荷载均按水平投影面计算，风荷载为吸力，不与考虑 静载
1）预应力钢筋混凝土面板 1.4KN/㎡ 2）二毡三油加绿豆沙 0.4 KN/㎡ 3）找平层2cm厚 0.4 KN/㎡ 4) 支撑重量 0.07 KN/㎡ 5）屋架自重 0.12+0.011L=0.12+0.011×21=0.351 KN/㎡ ∑=2.621 KN/㎡
活载+积灰荷载 1.5 KN/㎡
荷载组合按全跨永久荷载和全跨可变荷载，按下式计算，其他组合内力计算结果见附表1所示；对跨中部分斜腹杆因半跨荷载可能产生的内力变号，采取将跨度中央每侧各三根斜腹杆（图1中Fg、gH、Fe）均按压杆控制长细比，λ≤［λ］＝150，故不再考虑半跨荷载作用的组合。
计算屋架时考虑下列三种荷载组合情况 1） 全跨静荷载+全跨或荷载
a可变荷载效应组合的计算：取永久荷载 γG=1.2,屋面活载 γQ＝1.4 则永久荷载设计值P ＝1.2×2.621＝3.1452KN/㎡ ； 可变荷载设计值P ＝1.4×1.5＝2.1 KN/㎡ ；
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节点荷载设计值P ＝（3.1452＋2.1）×1.5×6＝47.2086KN
b永久荷载效应组合计算：取永久荷载γG＝1.35，屋面活载γQ＝1.4，ψ =0.7， 则永久荷载设计值P ＝1.35×2.621＝3.538KN/㎡ 可变荷载设计值P ＝1.4×0.7×1.5=1.47 KN/㎡ 节点荷载设计值P ＝（3.538＋1.47）×1.5×6＝45.07KN 所以：P ＝47.208KN > P ＝45.07KN 故取节点荷载设计值P＝47.208KN 2)计算全跨永久荷载＋半跨可变荷载 a可变荷载效应组合
P ＝1.2×2.621×1.5×6＝28.30KN P ＝1.5×1.4×1.5×6＝18.9KN P = P + P =28.30+18.9=47.20KN b永久荷载效应组合
P =1.35×2.621×1.5×6=31.85KN P =1.4×0.7×1.5×1.5×6＝13.23KN P =45.50KN
所以取按可变荷载效应组合计算
3)半跨屋面板荷载＋半跨活载＋全跨屋架自重 a可变荷载效应组合
P ＝1.2×0.351×1.5×6＝3.79KN
P ＝（1.2×1.4+1.4×1.5）×1.5×6＝34.02KN P =37.81 KN b永久荷载效应组合
P ＝1.35×0.351×1.5×6=4.25 KN
P ＝（1.35×1.4+1.4×0.7×1.5）×1.5×6=30.24 KN P =34.49 KN
所以取按可变荷载效应组合计算 综上，荷载情况如下：
1）满载：屋架上弦节点荷载P＝47.208KN 2）全跨永久荷载＋半跨可变荷载
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钢结构设计原理课程设计
