钢结构屋架设计书

一． 设计资料

某车间屋盖（无吊车、无天窗、无振动设备）跨度为27m，柱距为6m，厂房总长度为240m。

屋面采用1.5×6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）。 屋面可变荷载标准值：1.0 kN/m2，屋架自重：（0.12-0.011L）=0.417kN/m2（其中L为屋架跨度），屋面板自重：1.4 kN/m2，不含屋架、屋面板自重的永久荷载标准值：2.5 kN/m2。屋架采用梯形钢屋架，且屋架支承于钢筋混凝土柱顶。 屋架计算跨度： l0=27-2×0.15=26.7m 屋架中间高度：h=3.340m

在26.7m的两端高度为：h0=1.990m 屋架跨中起拱54mm(≈L/500)

二． 结构形式与布置

屋架形式及几何尺寸及屋架支撑布置如图、图2、图3、图4、图5所示

三.荷载计算

⒈荷载

按永久荷载效应起控制作用：F=1.35·SGK+1.4×0.7·SQK 可变荷载效应起控制作用：F=1.2·SGK+1.4·SQK 分别计算各种荷载引起的节点荷载。

控制形式： 永久荷载效应控制 可变荷载效应控制 ⑴永久荷载：

屋面板 1.4 ×1.35=1.89kN/m2 1.4×1.2=1.68 kN/m2 屋架自重 0.417×1.35=0.5630 kN/m2 0.417×1.2=0.5004 kN/m2永久荷载（不含自重） 2.5×1.35 =3.375 kN/m2 2.5×1.2=3 kN/m2

总计 5.828kN/m2 5.1804 kN/m2

⑵可变荷载： 1×1.4×0.7=0.98N/m2 1×1.4=1.4 kN/m2 经验算可知⑴、⑵情况为永久荷载效应控制，⑶情况为可变荷载效应控制。所以按以下方式计算节点荷载： ⑴全跨永久荷载+全跨可变荷载 全跨节点永久荷载及可变荷载：

F=（5.828+0.98）×1.5×6=61.272kN ⑵全跨永久荷载+半跨可变荷载

全跨节点永久荷载：F1 =5.828×1.5×6=52.452kN 半跨节点可变荷载：F2=0.98×1.5×6=8.82kN ⑶全跨屋架自重+半跨屋面板荷载+半跨可变荷载 全跨节点屋架自重：F3=0.5004×1.5×6=4.504kN

半跨节点屋面板自重及可变荷载：F4=（1.68+1.4）×1.5×6=27.72kN 其中⑴、⑵为使用阶段荷载情况，⑶为施工阶段荷载情况。

4.内力计算

屋架在上述3种荷载组合作用下的计算简图如图所示

由电算先解得F=1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），然后求出各种荷载情况下的内力进行组合，计算结果见下表：

屋架杆件内力组合表

5.杆件设计

钢材选用Q235-B级，焊条采用E43型，手工焊。

由内力组合表可各最大内力N=-626.26kN查规范可知，节点板厚度选12mm，支座处节点板厚度选14mm。 各杆件设计： ⑴上弦杆

整个上弦采用等截面，按IJ杆件之最大设计内力设计 N=-1177.53kN=-1177530N 上弦杆计算长度

在屋架平面内：为节间轴线长度lox=150.8cm