钢结构设计课程设计--24m跨厂房普通钢屋架设计

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1、一、设计资料1二、结构形式及支撑布置2三、荷载计算4四、内力计算5五、杆件设计6六、节点设计10七、参考资料17八、附表一18九、附表二19一、设计资料19某车间跨度为，屋架间距6m，屋面采用预应力钢筋混凝土大型屋面板。20mm厚水混砂浆找平层，三毡四油防水层，屋面坡度1/10。屋架两端铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面400×400，混凝土C30，屋架跨度、保温层荷载标准值和屋面积灰荷载标准值按指定的数据进行计算。1、柱距6m,梯形钢屋架跨度2、屋架采用的钢材及焊条为：Q235钢，焊条为E43型，手工焊。3、梯形钢屋架荷载标准值（水平投影面计）（1）永久荷载：三毡四油（上铺绿豆

2、砂）防水层0.420mm厚水泥砂浆找平层0.4保温层0.5预应力混凝土大型屋面板1.4屋架及支撑自重：按经验公式q=0.12+0.011L计算：q=0.12+0.011×21=0.351悬挂管道：0.15永久荷载总和：0.4×2＋1.4+0.5+0.351+0.15=3.201（2）可变荷载：屋面活荷载标准值：0.7雪荷载标准值：0.35积灰荷载标准值：0.8由于屋面活荷载与屋面雪荷载不同时考虑，屋面活荷载比屋面雪荷载大，取较大值，这里下面计算只要考虑屋面活荷载。二、节点荷载计算①全跨屋面永久荷载作用下②全跨可变荷载作用下③当基本组合由可变荷载效应控制时，上弦节点荷载设计值为

3、当基本组合由永久荷载效应控制时，上弦节点荷载设计值为：19由上可知，本工程屋面荷载组合由永久荷载效应控制，节点集中力设计值取P=54.14kN。④屋架节点荷载计算，计算屋架时应考虑下列三种荷载组合情况：第一、全跨永久荷载+全跨可变荷载；第二、全跨永久荷载+（左）半跨可变荷载；第三、屋架和支撑自重+（左）半跨屋面板重+（左）半跨施工荷载设：---由永久荷载换算得的节点集中荷载；---由可变荷载换算得的节点集中荷载；---由部分永久荷载（屋架及支撑自重）换算得的节点集中荷载；---由部分永久荷载（屋面板重）和可变荷载（屋面活荷载）换算得的节点集中荷载。则：(施工时无积灰荷载）三、

4、内力计算。用图解法活结构力学求解器先求出全跨和半跨单位节点荷载作用下的杆件内力系数，然后乘以实际的节点荷载。屋架在上述第一种荷载组合的作用下，屋架的弦杆，竖杆和靠近两端的斜腹杆，内力均达到最大，在第二种和第三种荷载作用下，靠跨中的斜腹杆的内力可能达到或发生变号。因此，在全跨荷载作用下所有杆件的内力均应计算，而在半跨荷载作用下仅需计算靠近跨中的斜腹杆内力。计算结果列于下表：19二、结构形式及支撑布置桁架的形式及几何尺寸如下图2.1所示图2.1桁架形式及几何尺寸桁架支撑布置如图2.2所示图2.2桁架支撑布置19符号说明：SC：上弦支撑；XC：下弦支撑；CC：垂直支撑GG：刚性系杆

5、；LG：柔性系杆三、荷载计算19四、内力计算荷载组合（1）计算简图如图4.1，荷载组合（2）计算简图如图4.2，荷载组合（3）计算简图如图4.3.图4.1荷载组合（1）图4.2荷载组合（2）图4.3荷载组合4.319由电算先解得F=1的桁架各杆件的内力系数（F=1作用于全跨、走半跨和右半跨）。然后求出各种荷载情况下的内力进行组合，计算结果见附表1五、杆件设计杆件截面选择：弦杆和腹杆均采用双角钢组成的T形截面：按腹杆的最大内力=-416.07KN,查表的选中间节点板厚度为10mm，支座节点板厚度为12mm。（1）上弦杆整个上弦杆采用等截面，按DE杆件的最大设计内力设计。=-65

6、9.4kN上弦杆计算长度：在桁架平面内，为节间轴线长度：，(取两块屋面板宽度）因为=2，故宜选用两个不等肢角钢，短肢相并。设=50，选用角钢，为b类截面，查表得。需要截面积：，查表得：根据需要的A、、查角钢规格表，选用2∟，，=2.26cm，=6.11cm，，按所选角钢进行验算：＜＜∵<19∴取截面和界面都为b类截面，由于＞，只需要求。查表的=0.773。故所选截面合适。（2）下弦杆整个下弦杆采用同一截面，按最大内力设计值设计。平面内的计算程度和平面外的计算长度分别为：，所需截面面积：选用2∟，短肢相拼，，（设连接支撑的螺栓孔位于节点板内的距离）=2.29cm，=6.07cm

7、，＜＜截面验算＜所选截面合适。（3）腹杆验算:1）、腹杆Pa杆件轴力：计算长度，因为，故采用不等值角钢长肢相并。选用2∟，，，，按所选角钢进行验算：＜19＜∵＜∴＜截面和界面都为b类截面，由于＞，只需要求。查表的=0.649。＜2）、腹杆Pb杆件轴力：计算长度，选用2∟，，，，按所选角钢进行验算：＜，＜＜，故所选截面合适。一般按全跨永久荷载和全跨可变荷载计算。对跨中的部分斜腹杆因半跨荷载可能产生的内力变号，采取将图中的（Dd杆、Wc杆、WD杆、Ed杆）均按压杆控制其长细比，故不必考虑半跨荷载作用的组合，