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钢结构课程设计
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钢结构课程设计
－、设计资料
1、题号 83 的已知条件：梯形钢屋架跨度 27m，长度 72m，柱距
6m。屋面坡度 i＝1/10。屋面活荷载标准值为 0.7 kN/m
2
，雪荷载标
准值为 0.5kN/m
2
，风荷载标准值 0.45kN/m
2
。该车间内设有两台
200/50 kN 中级工作制吊车，轨顶标高为 8.500 m。冬季最低温度为－
20℃，地震设计烈度为 7 度，设计基本地震加速度为 0.1g。采用
1.5m×6m 预应力混凝土大型屋面板，80mm 厚泡沫混凝土保温层，卷
材屋面。屋架铰支在钢筋混凝土柱上，上柱截面为 400 mm×400 mm，
混凝土标号为 C25。钢材采用 Q235B 级，焊条采用 E43 型。
2、屋架计算跨度：
Lo=27000－2×150=26700mm
3、跨中及端部高度：
端部高度：h`=1900mm（轴线处），h=1915mm（计算跨度
处）。
屋架的中间高度 h=3250mm，屋架跨中起拱按 Lo/500 考
虑，取 50mm。
二、结构形式与布置
屋架形式及几何尺寸见图 1 所示，支撑布置见图 2 所示。
图 1 屋架形式及几何尺寸
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符号说明：GWJ-（钢屋架）；SC-（上弦支撑）：XC-（下弦支撑）；
CC-（垂直支撑）；GG-（刚性系杆）；LG-（柔性系杆）
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图 2 屋架支撑布置
三、荷载与内力计算
1.荷载计算
荷载与雪荷载不会同时出现，故取两者较大的活荷载计算。
永久荷载标准值
三毡四油放水层 0.40kN/㎡
找平层（20mm 厚水泥砂浆） 0.02×20=0.40kN/㎡
保温层（80mm 厚泡沫混凝土） 0.08×6=0.48kN/㎡
预应力混凝土大型屋面板 1.40kN/㎡
钢屋架和支撑自重 0.12+0.011×27=0.42kN/㎡
管道设备自重 0.10 kN/㎡
总计 3.2kN/㎡`
可变荷载标准值
屋面活荷载 0.70 kN/㎡
屋面积灰荷载 0.6kN/㎡
总计 1.3kN/㎡
永久荷载设计值 1.35×3.2=4.32kN/㎡
可变荷载设计值 1.4×1.3=1.82kN/㎡
2.荷载组合
设计屋架时，应考虑以下三种组合：
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=(4.32+1.82) ×1.5×6=55.26kN
② 全跨永久荷载+半跨可变荷载
全跨节点永久荷载： F1=4.32×1.5×6=38.9 kN
半跨节点可变荷载： F2=1.82×1.5×6=16.38 kN
③ 全跨屋架及支撑自重+半跨大型屋面板重+半跨屋面活荷载
全跨节点屋架及支撑自重： F3 =0.42×1.35×1.5×6=5.10kN
半跨大型屋面板重及活荷载： F4=(1.4×1.35+0.7×1.4) ×1.5×6= 25.83kN
5
3.内力计算
本设计采用程序计算杆件在单位节点力作用下各杆件的内力系数，见表 1。
内力系数（F=1）
第二种组合
第三种组合
杆件名称
全跨①
左半跨
②
右半跨
③
第一种组
合 F*①
F1*①
+F2*②
F1*①
+F2*③
F3*①
+F4*②
F3*①
+F4*③
计算杆件
内力（KN)
AB
0
0
0
0.00
0.00
0 .00
0.00
0.00
0.00
BC
-11.45
-8.54
-2.91
-582.23
-518.193
-470.057
-278.983
-133.56
-582.23
CD
-11.46
-8.54
-2.92
-582.74
-518.582
-470.531
-279.034
-133.87
-582.74
DE
-18.37
-13.09
-5.29
-934.11
-826.145
-759.455
-431.802
-230.328
-934.11
EF
-18.38
-13.09
-5.29
-934.62
-826.534
-759.844
-431.853
-230.379
-934.62
FG
-20.58
-13.41
-7.16
-1046.49
-914.806
-861.368
-451.338
-289.901
-1046.49
GH
-20.59
-13.43
-7.17
-1047.00
-915.366
-861.843
-451.906
-290.21
-1047.00
HI
-20.39
-11.71
-8.68
-1036.83
-892.884
-866.977
-406.458
-328.193
-1036.83
上弦
IJ
-20.48
-11.76
-8.72
-1041.41
-896.81
-870.818
-408.209
-329.686
-1041.41
ab
-9.54
-3.61
-5.93
-485.11
-401.781
-421.617
-141.9
-201.826
-485.11
bc
-0.3
2.95
-3.25
-15.255
13.5585
-39.4515
74.6685
-85.4775
-85.4775
cd
4.05
5.21
-1.16
205.9425
202.0095
147.546
155.2293
-9.3078
205.9425
下弦
de
4.96
4.44
0.52
252.216
230.8068
197.2908
139.9812
38.7276
252.216
aB
-11.11
-8.44
-2.67
-564.943
-504.119
-454.785
-274.666
-125.627
-564.943
Bb
8.98
6.54
2.43
456.633
405.0594
369.9189
214.7262
108.5649
456.633
bD
-7.3
-5
-2.3
-371.205
-326.574
-303.489
-166.38
-96.639
-371.205
Dc
5.56
3.4
2.07
282.726
245.2428
233.8713
116.178
81.8241
282.726
cF
-2.82
-0.86
-1.96
-143.397
-116.995
-126.4
36.5958
-65.0088
-143.397
Fd
1.61
-0.2
1.81
81.8685
60.8868
78.0723
3.045
54.9633
81.8685
dH
-0.25
1.45
-1.7
-12.7125
2.6775
-24.255
36.1785
-45.186
-45.186
斜腹
杆
He
-0.65
-2.26
1.62
-33.0525
-44.595
-11.421
-61.6908
38.5296
-61.6908
