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三角形角钢屋架设计

1、设计资料

屋架跨度18m，屋架间距6m，屋面坡度1/3，屋面材料为石棉水泥中波或小波瓦、油毡、

2

木望板。薄壁卷边Z形钢檩条，檩条斜距为0.778m，基本风压为0.35kN/m，雪荷载为

2

0.20kN/m。钢材采用Q235-B，焊条采用E43型。

2、屋架形式、几何尺寸及支撑布置

屋架形式、几何尺寸及支撑布置如图7-35所示，上弦节间长度为两个檩距，有节间荷载。

上弦横向水平支撑设置在房屋两端及伸缩缝处的第一开间内，并在相应开间屋架跨中设置垂直支撑，在其余开间屋架下弦跨中设置一道通长的水平系杆。上弦横向水平支撑在交叉点处与檩条相连。为此，上弦杆在屋架平面外的计算长度等于其节间几何长度；下弦杆在屋架平面外的计算长度为屋架跨度的一半。

图7-35

屋架形式、几何尺寸及支撑布置

3、荷载（对水平投影面） （1）恒载

石棉瓦 油毡、木望板 檩条、屋架及支撑 合计 （2）活荷载

标准值

22

0.2 kN/m/0.949=0.21kN/m

22

0.18kN/m/0.949=0.19kN/m

2

0.20kN/m

2

0.6kN/m

活荷载与雪荷载中取大值 0.30kN/m

2

因屋架受荷水平投影面积超过60m，故屋面均布活荷载可取为（水平投影面）

2

0.30kN/m。 （3）风荷载

2

基本风压 0.35kN/m 计算中未考虑风压高度变化系数。 （4）荷载组合 ①恒载+活荷载 ②恒载+半跨活荷载 ③恒载+风荷载

（5）上弦的集中荷载及节点荷载，见图7-36、7-37及表7-6。

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图7-36 上弦集中荷载

图7-37 上弦节点荷载 表7-6

荷载形式 荷载分类 恒载 3.189 6.378 集中荷载（设计值） 节点荷载（设计值） P=2P（kN） /上弦集中荷载及节点荷载表

P/（kN） 备注 P'?1.2?0.6kN/m2?0.778m?3?6m?3.189kN 103?6m?1.860kN 10活荷载 1.860 3.270 P'?1.4?0.3kN/m2?0.778m?恒载+活5.049 荷载 10.089 P'?3.189kN?1.860kN?5.049kN （6）上弦节点风荷载设计值，见图7-38。

图7-38 上弦节点风荷载

①风荷载体型系数

背风面 μs=-0.5

迎风面 μs=-0.47≈-0.5（见建筑结构荷载规范） ②上弦节点风荷载

2W=1.4×（-0.5）×0.35kN/m×1.556m×6m=-2.287kN 4、内力计算

（1）内力及内力组合见表7-7。

表7-7

恒载及活荷载 杆 件 名 称 杆 恒载 件 编 号 1 1 2 上3 弦4 杆 5 6 下弦杆 7 8 9 10 11 腹杆 12 13 14 15 -15.18 -15.81 16.50 13.50 9.00 -1.34 -2.85 3.00 4.50 7.50 0.00 -96.82 -100.84 105.24 86.10 57.40 -8.55 -18.18 19.13 28.70 47.84 0.00 -56.47 -58.81 61.38 50.22 33.48 -4.99 -10.60 11.16 16.74 27.9 0.00 -10.45 -11.10 12.00 9.00 4.50 -1.34 -2.85 3.00 4.50 7.50 0.00 -38.87 -41.29 44.64 33.48 16.74 -4.99 -10.60 11.16 16.74 27.90 0.00 15.50 16.55 -17.34 -14.32 -9.48 1.41 3.00 -3.16 -4.47 -7.9 0.00 35.45 37.85 -39.66 -32.75 -21.68 3.23 6.86 -7.23 -10.84 -18.07 0.00 -153.29 -159.65 166.62 136.32 90.88 -13.54 -28.78 30.29 45.44 75.74 0.00 -135.69 -142.13 149.88 119.58 74.14 -13.54 -28.78 30.29 45.44 75.74 0.00 -61.37 -62.99 65.58 53.35 35.72 -5.32 -11.32 11.90 17.86 29.77 0.00 -16.44 -104.85 -61.16 -11.70 -43.52 16.55 37.85 -166.01 -148.37 -67.00 -16.76 -106.90 -62.35 -12.05 -44.83 16.55 37.85 -169.25 -151.73 -69.05 -17.39 -16.13 2 -110.91 -102.88 3 -64.69 -60.00 4 -12.65 -11.40 5 -47.06 -42.41 6 16.55 15.50 7 37.85 35.45 2+3 -175.6 -162.88 2+5 -157.97 -145.29 2+7 -73.06 -67.43 内力 内力 系数 （kN） （kN） 内力 系数 （kN） 活荷载 内力 内力 系数 （kN） 半跨活载 内力 内力 活荷载 跨活荷载 风荷载 风荷载 恒载+ 恒载+半恒载+ 屋架杆件内力组合表

风荷载 内力组合（kN） 半跨活荷载 注：①内力系数由《建筑结构静力计算手册》查得，内力为相应的节点荷载P或W乘以内力系数；②屋架下弦杆及受拉腹杆在恒载及风荷载组合作用下，未出现内力变号，故为恒载+活荷载控制。

（2）上弦杆弯矩计算 端节间跨中正弯矩：

P'l13M1?0.8M0?0.8??0.8(?5.049kN??1.555m)?0.8?1.862?1.49kN

4410.m

中间节间跨中正弯矩和中间节点负弯矩：