钢结构课程设计正

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1、钢结构课程设计专业：土建系班级：08级建工（2）班姓名：邵文凡19目录一设计资料……………………………………………………..（3）二结构形式与布置……………………………………………..（3）三荷载计算……………………………………………………..（4）四内力计算……………………………………………………..（5）五杆件设计…………………………………………………….（6）.六节点设计…………………………………………………….（14）19一、设计资料1、根据任务书的已知条件：梯形钢屋架跨度27m，长度90m，柱距6m。该车间内设有两台20/5t中级工作制吊车，两端铰支于钢筋混凝土阶

2、梯柱上，上柱采用截面为400mm×400mm，混凝土标号为C30。屋面采用1.5m×6m预应力混凝土大型屋面板，板面以上依次为：三毡四油防水层、20mm厚水泥砂浆找平层、80mm厚泡沫混凝土保温层，卷材屋面，屋面坡度i＝1/10。屋面活荷载标准值为0.5kN/m2，雪荷载标准值为0.4kN/m2，积灰荷载标准值为0.3kN/m2。屋架铰支在钢筋混凝土柱上，上柱钢材采用Q235B级，焊条采用E43型。2、屋架计算跨度：lo=27-2×0.15=26.7m。3、跨中及端部高度：本次设计为无檩体系屋盖，采用缓坡梯形屋架，取屋架在27m轴线处的端部高度h’o=2000mm，屋架的中

3、间高度h=2844mm，屋架在26.7m处，两端高度为ho=2005m。屋架跨中起拱按lo/500考虑，取53mm。二、结构形式与布置屋架型式及几何尺寸如图1-1所示。图1-1梯形屋架的形状和几何尺寸根据厂房长度（90m>60m）、跨度及荷载情况，设置三道上、下弦横向水平支撑。因柱网采用封闭结合，厂房两端的横向水平支撑设在第一柱间，该水平支撑的规格与中间柱间支撑的规格有所不同。在上弦平面设置了刚性系杆与柔性系杆，以保证安装时上弦杆的稳定，在各柱间下弦平面的跨中及端部设置了柔性系杆，以传递山墙风荷载。在设置横向水平支撑的柱间，于屋架跨中和两端各设一道垂直支撑。梯形钢屋架支撑布

4、置如图1-2所示。19垂直支撑1-1垂直支撑2-2桁架上弦支撑布置图19桁架下弦支撑布置图图1-2梯形屋架支撑布置三、荷载计算屋面活荷载与雪荷载不会同时出现，计算时，取较大的荷载标准值进行计算。因此，取屋面活荷载0.3kN/m2进行计算。屋架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）按经验公式gk=(0.12+0.011×l)kN/m2计算。荷载计算见表1-3：设计屋架时，应考虑以下三种荷载组合，在组合时，偏于安全不考虑屋面活荷载的组合值系数。表1-3荷载计算荷载名称标准值（kN/m2）设计值（kN/m2）永久荷载预应力混泥土大型屋面板1.41.4×1.35=1.89三毡四油防水

5、层0.40.4×1.35=0.54找平层（厚20mm）0.02×20=0.40.4×1.35=0.54100mm厚泡沫混凝土保温层0.1×8=0.80.8×1.35=1.08屋架和支撑自重0.12+0.011×27=0.4170.417×1.35=0.563永久荷载总和3.4174.613可变荷载屋面活荷载0.50.5×1.4=0.7可变荷载总和0.50.7全跨节点永久荷载+全跨可变荷载。全跨节点永久荷载及全跨可变荷载为F=(4.613+0.7)×1.5×6=47.817kN（1）全跨节点永久荷载+半跨节点可变荷载。全跨节点永久荷载为F1=4.613×1.5×6=41.51

6、7kN半跨节点可变荷载为F2=0.7×1.5×6=6.3kN（2）全跨节点屋架（包括支撑）自重+半跨节点屋面板自重+半跨屋面活荷载。全跨节点屋架自重为F3=0.563×1.5×6=5.067kN半跨节点屋面板自重及活荷载为F4=（1.89+0.7）×1.5×6=23.31kN上面的计算中，（1）、（2）为使用阶段荷载情况，（3）为施工阶段荷载情况。四、内力计算屋架在上述三种荷载组合作用下的计算简图如图1-4所示。19（a）（b）（c）图1-4屋架计算简图由图解法或数解法得F=1的屋架各杆件的内力系数（F=1作用于全跨、左半跨），然后求出各种荷载情况下的内力进行组合，计算结果

7、如表1-5所示。五、杆件设计1.上弦杆。整个上弦杆采用等截面，按（21）、（22）杆件的最大设计内力设计，即N=-1019.066KN。上弦杆计算长度计算如下。在屋架平面内：为节间轴线长度，即lox=l0=1.503cm在屋架平面外：本屋架为无檩体系，并且认为大型屋面板只起到刚性系杆作用，根据支撑布置和内力变化情况，取loy为支撑点间的距离，即loy=3×1.503=4.509m根据屋架平面外上弦杆的计算长度，上弦截面选用两个不等肢角钢，短肢相并，如1-6图所示。（注：腹杆最大内力N=-482.369KN，中间板厚