1.设计资料：......................................................................................................................... 2 2.结构形式与布置 ................................................................................................................. 2 3.荷载计算 ............................................................................................................................ 4 4.内力计算 ............................................................................................................................ 4
附件：设计资料
1、设计题目：《单层工业厂房屋盖结构——梯形钢屋架设计》 2、设计任务及参数： 第五组：
某地一机械加工车间，长84m，跨度24m，柱距6m，车间内设有两台40/10T中级工作制桥式吊车，轨顶标高18.5m，柱顶标高27m，地震设计烈度7度。采用梯形钢屋架，封闭结合，1.5×6m预应力钢筋混凝土大型屋面板（1.4KN/m2），上铺100mm厚泡沫混凝土保温层（容重为
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1KN/m），三毡四油（上铺绿豆砂）防水层（0.4KN/m2），找平层2cm厚（0.3KN/m2），卷材屋面，屋面坡度i=1/10，屋架简支于钢筋混凝土柱上，混凝土强度等级C20，上柱截面400×400mm。
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钢材选用Q235B，焊条采用E43型。屋面活荷载标准值0.7KN/m，积灰荷载标准值0.6KN/m，雪荷载及风荷载见下表，7位同学依次按序号进行选取。 2活载KN/m 1 2 3 4 5 6 7 基本雪压 0.30 0.75 0.10 0.20 0.45 0.50 0.35 基本风压
3、设计任务分解
学生按照下表分派的条件，完成梯形钢屋架设计的全部相关计算和验算及构造设计内容。
表-3
0.35 0.60 0.25 0.55 0.30 0.50 0.45
4、设计成果要求
在教师指导下，能根据设计任务书的要求，搜集有关资料，熟悉并应用有关规范、标准和图集，独立完成课程设计任务书（指导书）规定的全部内容。
1）需提交完整的设计计算书和梯形钢屋架施工图。
2）梯形钢屋架设计要求：经济合理，技术先进，施工方便。
3）设计计算书要求：计算依据充分、文理通顺、计算结果正确、书写工整、数字准确、图文并茂，统一用A4纸书写（打印）。
A、按步骤设计计算，各设计计算步骤应表达清楚，写出计算表达式及必要的计算过程，对数据的选取应写明判断依据。
B、计算过程中，必须配以相应的计算简图。
C、对计算结果进行复核后，为保证施工质量且方便施工，应按规范要求对计算结果进行调整并写明依据。
4）梯形钢屋架施工图共两张，图纸绘制的要求：布图合理，版面整齐，图线清晰，标注规范，符合规范/图集要求。
单层工业厂房屋盖结构——梯形钢屋架设计
1.设计资料：
（1）北京地区某金工车间，长180m，跨度24m，柱距6m，车间内设有两台150/520KN中级工作制桥式吊车，地震设计烈度7度。采用梯形钢屋架，封闭结合，1.5×6m预应力钢筋混凝土大型屋面板，上铺100mm厚泡沫混凝土保温层，三毡四油防水层，找平层2cm厚，卷材屋面，屋面坡度i=1/10，屋架简支于钢筋混凝土柱上，混凝土强度等级C20，上柱截面400×400mm。钢材选用Q235B，焊条采用E43型。屋面活荷载标准值0.5KN/m，积灰荷载标准值0.75KN/m，雪荷载0.45 KN/m2,风荷载0.5KN/m2
（2）屋架计算跨度: l0?24?0.3?23.7(m) （3）跨中及端部高度：设计为无檩屋盖方案，采用平坡梯形屋架，端部高度h0?1900mm中部高度h?3100mm（为l0/7.6），屋架跨中起拱l/500考虑，取48m. 2.结构形式与布置
屋架形式及几何尺寸如图所示：
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图1.梯形钢屋架形式和几何尺寸
根据厂房长度（180m>60m）、跨度及荷载情况，设置三道上、下弦横向水平支撑。因柱网采用封闭结合，厂房两端的横向水平支撑设在第一柱间，该水平支撑的规格与中间柱间支撑的规格有所不同。在所有柱间的上弦平面设置了刚性与柔性系杆，以保证安装时上弦杆的稳定，在各柱间下弦平面的跨中及端部设置了柔性系杆，以传递山墙风荷载。在设置横向水平支撑的柱间，于屋架跨中和两端各设一道垂直支撑。梯形钢屋架支撑布置如图下图所示：
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屋架上弦支撑布置图
屋架下弦支撑布置图
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3.荷载计算
屋面和荷载与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0.5kN/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gk=（0.12+0.011l）kN/m2计算，跨度单位为米
表 1 荷 载 计 算 表 荷载名称 预应力混凝土大型屋面板 三毡四油防水层 找平层 保温层 屋架和支撑自重 永久荷载总和 屋面活荷载 积灰荷载 可变荷载总和 设计屋架时，应考虑以下三种荷载组合： 3.1.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?(3.653?1.75)?1.5?6?48.627KN
标准值（kN/m2） 1.4 0.4 0.4 0.1 0.12+0.011×24=0.38 2.684 0.5 0.75 1.25 设计值（kN/m2） 1.4×1.35＝1.89 0.4×1.35＝0.54 0.4×1.35＝0.54 0.1×1.35＝0.135 0.384×1.35＝0.513 3.653 0.5×1.4=0.7 0.75×1.4=1.05 1.75 3.2.全跨永久荷载 + 半跨可变荷载
全跨节点永久荷载：
F1?3.653?1.5?6?32.877
半跨节点可变荷载：
F2?1.75?1.5?6?15.75KN
3.3.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：
F3?0.53?1.5?6?4.617KN
半跨节点屋面板自重及活荷载：
F4?(1.89?0.5)?1.5?6?21.51KN 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图所示：
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屋架计算简图
由图解法或数解法解得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，计算结果见表2
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