梯形钢屋架课程设计21米（21米梯形钢屋架课程设计）

本课程设计旨在通过21米梯形钢屋架的结构分析与设计，使学生深入理解钢结构的基本原理及其在建筑中的应用。课程内容涵盖了梯形钢屋架的力学性能、设计原理、结构计算以及施工图绘制等方面。学生将通过对梯形钢屋架的设计实践，掌握钢结构的基本构造方法及应用技巧，为将来从事相关领域的工作打下扎实的基础。

梯形钢屋架是一种常见的结构形式，广泛应用于工业建筑和商业建筑中。它具有轻质、高强、易安装等优点。以下是关于21米梯形钢屋架课程设计的相关信息：

1. 设计资料：某工业厂房跨度为21m，厂房总长度72m，柱距6m。采用1.5m×6.0m预应力钢筋混凝土大型屋面板，Ⅱ级防水，卷材屋面桁架，板厚100mm，檩距不大于1800mm。檩条采用冷弯薄壁斜卷边C形钢。C220×75×20×2.5，屋面坡度i=l/10。钢屋架简支在钢筋混凝土柱顶上，柱顶标高18.0m，柱上端设有钢筋混凝土连系梁。上柱截面为400mm×400mm，所用混凝土强度等级为C30，轴心抗压强度设计值fc=14.3N/mm2。抗风柱的柱距为6m，上端与屋架上弦用板铰连接。钢材用Q345-B，焊条用E50系列型。

2. 屋架几何尺寸及檩条布置：屋面采用1.5m×6m的钢筋混凝土大型屋面板和卷材屋面，采用梯形屋架；屋架上弦节点用大写字母A，B，C…连续编号，下弦节点以及再分式腹杆节点用小写字母a，b，c…连续编号。由于梯形屋架跨度L=21m，为避免影响使用和外观，制造时应起拱f = L / 500 = 42mm。屋架计算跨度l0=L-2×0.15=21-2×0.15=20.7m。为使屋架上弦节点受荷，腹杆采用人字式，下弦节点的水平间距取1.5m，起拱后屋架杆件几何尺寸和节点编号如图2所示屋架。

3. 支撑布置：上弦横向水平支撑应设置在厂房两端的第一个柱间，且间距不宜超过60m。本车间长度为72m，因此需要布置三道横向水平支撑。屋架跨设置下弦横向和纵向水平支撑。下弦横向水平支撑与上弦横向水平支撑布置在同一柱间。垂直支撑必须设置。对于本屋架结构，在跨度中央设置一道中间垂直支撑，在屋架两端各设置一道垂直支撑。

4. 荷载与内力计算：永久荷载总和：3.15kN/m2。活荷载：屋面活荷载0.7kN/m2。活荷载计算信息：考虑活荷载不利布置风荷载计算信息：不计算风荷载。组合一：全跨永久荷载+全跨活荷载。永久荷载与活荷载大小接近，活荷载起控制作用，荷载设计值为q = 1.2×3.15+1.4×0.7=5.33kN/m2。屋架上弦节点荷载为P = q×A=5.33×1.5×6=47.97kN。组合二：全跨永久荷载+半跨活荷载。全跨永久荷载：P = q1×A=3.78×1.5×6=34.02kN。半跨活荷载：组合三：全跨屋架及支撑自重+半跨屋面板重+半跨施工荷载。全跨屋架及支撑自重：半跨屋面板重+半跨屋面活荷载：q4=1.2×（0.30+0.07）+1.4×0.5=1.144kN/m2。P4=q4×A=1.144×1.5×6=10.30kN。

5. 杆件截面设计：上弦杆面内计算长度系数xμ=1.0。根据上弦横向水平支撑的布置方案，面外计算长度系数yμ=4.0。yμ=4×xμ，根据等稳定原则，采用两不等边角钢短肢相并组成的T形截面。下弦杆与上弦杆类似，面内计算长度系数xμ=1.0，由图5可知，面外计算长度0Yl=6m。支座腹杆（Aa、aB）面内和面外计算长度系数都为1.0，采用两等肢角钢组成的T形截面。再分式腹杆（ij、jK）面内计算长度系数xμ=1.0，面外计算长度。采用两个等肢角钢组成的十字形截面，斜平面内计算长度系数为0.9。其它腹杆面内计算长度系数xμ=0.8，面外计算长度系数yμ=1.0，根据等稳定原则，采用两等肢角钢组成的T形截面。上弦杆上弦杆需要贯通，各杆截面相同，按、杆的最大内力设计，即N=-591.3kN。计算长度0Xl=l=1507mm，0Yl=4l=6028mm。截面选用2∠110×70×10，短肢相并，肢背间距a=6mm，所提供的截面几何特性为：A=39.4cm2，ix=2.26cm，iy=6.11cm。刚度验算。

以上就是关于21米梯形钢屋架课程设计的主要内容。需要注意的是，这些数据和设计参数是基于特定的设计要求和假设得出的，实际设计过程中需要根据具体的工程情况进行调整和优化。

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