钢结构课程跨厂房梯形钢屋架设计.docx

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1、钢结构课程跨厂房梯形钢屋架设计学院：题目：21m跨厂房梯形钢屋架设计姓名：学号：班级：日期：一、设计资料11结构形式:12 .屋架形式及荷载:13 .屋盖结构及荷载:2二、结构形式与支撑布置21屋架形式及几何尺寸如下图1所示：22.屋架支撑布置如下图2所示：2三、荷载计算31荷载设计值32.荷载组合3四、内力计算4六、节点设计91下弦节点“c”（图9）92 .上弦节点“B”（图10）103 .屋脊节点“H”（图11）104 .支座节点“a（图12）12七、绘制屋架施工图，见施工图14一、设计资料某厂房总长度为90m,跨度为占21m,屋盖体系为无楝体系，纵向柱距为6m。1 .结构形式：钢筋混凝土

2、柱，梯形钢屋架。柱的混凝土强度等级为C30,屋面坡度六/10,1为屋架跨度。地区计算温度高于-20,无侵蚀性介质，不考虑地震设防，屋架下弦标高为18m,厂房内桥式吊车为2台15030t（中级工作制），锻锤为2台5t。2 .屋架形式及荷载：屋架形式、几何尺寸及内力系数（节点荷载P=1O作用下杆件的内力）如附图所不O屋架采用的钢材、焊条为：用Q345钢，焊条为E50型。3 .屋盖结构及荷载：无橡体系：采用1.5mX6.0m预应力混凝土屋板（考虑屋面板起系杆作用）。荷载：屋架及支撑自重：按经验公式干012+0.011,为屋架跨度，以m为单位，为屋架及支撑自重，以kN2为单位；屋面活荷载：施工活荷载标

3、准值为07kN雪荷载的基本雪压标准值为S=0.35kNm2,施工活荷载与雪荷载不同时考虑，而是取两者的较大值，积灰荷载0.8kNm2o屋面各构造层的荷载标准值：三毡四油（上铺绿豆砂）防水层0.4kNm2水泥砂浆找平层0.4kNm2保温层0.65kNm2一毡二油隔气层0.05kNm2水泥砂浆找平层0.3kNm2预应力混凝土屋面板1.45kNm2二、结构形式与支撑布置1 .屋架形式及几何尺寸如下图1所示：图1屋架形式及几何尺寸2 .屋架支撑布置如下图2所示：符号说明：SC上弦支撑XC一下弦支撑CC一垂直支撑GG刚性系杆1G柔性系杆图2屋架支撑布置三、荷载计算由于屋架的受荷水平投影面积为：A=26m

4、2=126m260m2,故按建筑结构荷载规范取屋面活荷载（按上人屋面）标准值为O.7kN）2,雪荷载为0.35kN取屋面活荷载与雪荷载中较大值0.7kN屋架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）按经验公式70.12+0.01建计算，为屋架跨度，以m为单位。1 .荷载设计值永久荷载设计值：预应力混凝土屋面板1.451.35=1S）51SkNItri1屋架及支撑自重（0.12+0.01121）1.35=0.474kN/m2三毡四油（上铺绿豆砂）防水层0.41.35=0.54/W2水泥砂浆找平层0.4x1.35=0.54AN/病保温层0.65X1.35=0.8775ZN/一毡二油隔汽层0.051.35

5、=0.0675/W2水泥砂浆找平层0.31.35=0.405/合计4.862kN/m2可变荷载设计值：屋面活荷载0.71.4=0.98kNm2积灰荷载O.8I.4=I.12kNm2合计2.IkNZm22 .荷载组合设计屋架时，应考虑以下3种荷载组合：使用阶段荷载情况：(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=(4.862+2.1)1.56kN=62.66kN(2)全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨节点永久荷载：耳=4.862X1.5X6AN=43.76AN半跨节点可变荷载：E=2.1x1.5x6kN=18.9AN施工阶段荷载情况：(3)全跨屋架包括支撑+半跨屋面板自重+半跨屋

6、面活荷载全跨节点屋架自重：F3=0.474.56kN=4.266kN半跨节点屋面板自重及活荷载：F4=(.95750.98)1.56kN=26.438kN屋架在上述3种荷载组合作用下的计算简图如下图3所示：图3荷载组合作用下的计算简图四、内力计算由以下图4得F二1时屋架各杆件的内力系数(F=I作用于全跨、左半跨和右半跨)21米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值21米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值图4屋架各杆件的内力系数由屋架各杆件的内力系数求出各种组合荷载情况下的内力，计算结果见下表1：杆件名称内力系数（F=I）第1种组合第2种组合第3种组合计算杆件内力（kN）全跨（1）左半跨（2

7、）右半跨（3）上弦AB0.0000.0000.000000000BC,CD7.4725.3102.162468.196427.334367.837172.261-89.035468.196DE,EF11.2627.3393.923705.677631.532-566.97242.072151.760705.677FG,GH12.186.8615.319763.199-662.67633.526233.351192.584763.199下弦ac4.1003.0101.090256.906236.305200.01797.06946.308256.906ce9.7446.6633.081610.5

8、59552.328484.628217.724123.023610.559eg11.9627.3264.636749.539661.919611.078244.715173.596749.539gh11.7685.8845.884737.383626.175626.175205.763205.763737.383斜腹杆Ba7.6845.6412.043481.479442.867374.865181.917-86.793481.479Bc5.8083.9601.848363.930329.002289.085129.47173.634363.930Dc4.4092.6331.776276.26

9、8242.702226.504-88.420-65.763276.268De2.7921.2221.570174.947145.274151.85144.21853.418174.947Fe1.5720.0471.525-98.502-69.679-97.613-7.949-47.02498.502Fg0.32820.552-5.28440.190-26.07037.54040.1901.0391.36726.070Hg0.7131.9131.20044.67767.3578.52153.618-28.68467.35728.684竖赶Aa-0.5-0.50.00-31.33-31.33-21

10、.88-15.352-2.133-31.33Ce,Ee-1.0-1.00.00-62.66-62.66-43.76-30.704-4.266-62.6641Gg-1.0-1.00.00-62.66-62.66-43.76-30.704-4.266-62.66表1屋架杆件内力组合表注：F=62.66kN,6二43.76kN,F2=18.9kN,F3=4.266kN,用=26.438kN五、杆件设计腹杆最大内力N=-481.479kN,查表7.4,中间节点板厚度选用Iomnb支座节点板厚度选用12mrn4，只需求外,查表得%=0.725,于是=-=g.艺N/nn2=267.2N/run24.1Scm2,ix=2.OOcm,iy=5.39cm2=-=1502=350,4=必=些=192.02儿，故只需求%=0601,N4814799?、=N1mnr=258.43N/mn%,故只需求%=0.378,=阿奂2