钢结构课程设计---普通钢屋架设计

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1、钢结构课程设计兰州交通大学钢结构课程设计————————普通钢屋架设计指导教师：夏修身姓名：靳雄伟学号：20090195018钢结构课程设计普通钢屋架设计1、设计资料某车间跨度为30m，柱距为6m,厂房总长度为90m。车间内有一台50吨和一台20吨中级工作制软钩桥式吊车，吊车轨顶标高为+9.00m。冬季最低温度为-20℃。屋面采用1.5m*6.0m预应力大型屋面板，屋面坡度为i=1:10。上铺80mm厚泡沫混凝土保温层和二毡三油防水层。屋面活荷载标准值为0.7kN/m2雪荷载标准值为0.5kN/m2，积灰荷载标准值为0.75kN/m2。屋架采用梯形钢屋架，其两

2、端铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面尺寸为450mm*450mm,混凝土强度等级为C25。钢材采用Q235-B级，焊条采用E43型，手工焊。屋架计算跨度：l0=30-2*1.5=29.7m。跨中及端部高度：屋架的中间高度：h=3.490m,在29.7m的两端高度：h0=2.005m,在30m轴线处端部高度：h0=1.990m。屋架跨中起拱60mm(≈L/500)。图1屋架形式及几何尺寸18钢结构课程设计屋架上弦支撑布置图屋架下弦支撑布置图垂直支撑1-1垂直支撑1-1符号说明：SC-上弦支撑XC-下弦支撑CC-垂直支撑GG-刚性系杆LG-柔性系杆图2屋架支撑布置1、

3、结构形式与布置18钢结构课程设计屋架形式及几何尺寸如图1所示。屋架支撑布置如图2所示。1、荷载计算屋面活荷载与雪荷载不会同时出现，从资料可知屋面活荷载大于雪荷载，故取屋面活荷载计算。屋架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）按经验公式（gwk=0.12+0.11l）计算，跨度单位为m。荷载永久荷载：预应力混凝土大型屋面板1.4*1.35=1.89kN/m2二毡三油防水层0.35*1.35=0.4725kN/m2找平层（20mm厚）0.02*20*1.35=0.54kN/m280mm厚泡沫混凝土保温层0.08*6*1.35=0.648kN/m2屋架和支撑自重(0.

4、12+0.011*30)*1.35=0.608kN/m2管道荷载0.182*1.35=0.2457kN/m2总计4.404kN/m2可变荷载：屋面活荷载0.7*1.4=0.98kN/m2积灰荷载0.75*1.4=1.05kN/m2总计2.03kN/m2设计屋架时，应考虑以下3种荷载组合：（1）、全跨永久荷载+全跨可变荷载18钢结构课程设计全跨节点永久荷载及可变荷载：F=(4.404+2.03)*1.5*6=57.91kN（2）、全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨节点永久荷载：F1=4.04*1.5*6=39.64kN半跨节点可变荷载：F2=2.03*1.5*6=1

5、8.27kN（3）、全跨屋架包括支撑+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载全跨节点屋架自重：F3=0.54*1.5*6=4.86kN半跨节点屋面板自重及活荷载：F4=(1.68+0.98)*1.5*6=23.94kN（1）、（2）为使用阶段荷载情况，（3）为施工阶段荷载情况。4、内力计算屋架在上述3种荷载组合作用下的计算简图见图3所示。图3屋架计算简图18钢结构课程设计由电算先解得F=1的屋架各杆件的内力系数（F=1作用于全跨、左半跨、右半跨），然后求出各种荷载情况下的内力进行组合，计算结果见表1。5、杆件设计（1）、上弦杆整个上弦采用等截面，按IJ,JK杆件之最大

6、设计内力设计。18钢结构课程设计N=-1329.03kN=-1329030N上弦杆计算长度在屋架平面内：为节间轴线长度l0x=150.8cm在屋架平面外：根据支撑布置和内力变化情图4上弦截面况，取loy=3*150.8=452.4cm。因为l0x=3l0x,故截面宜选用两个不等肢角钢短边相并(图4)。腹杆最大内力N=654.38KN,查表，节点板厚度选用12mm，支座节点板厚度用14mm。设λ=60，查附录得ψ=0.807。需要截面面积A=Nψf=13290300.807×215=7659.9mm2需要的回转半径：ix=loxλ=150.860=2.51cmi

7、y=loyλ=452.460=7.54cm根据需要的A、ix、iy查角钢规格表（附录中附表7），选用2L200*125*12，A=75.824cm2,ix=3.57cm,iy=9.61cm,按所选角钢进行验算：λx=loxix=150.83.57=42.24<[λ]=150λy=loxiy=452.49.61=47.08<[λ]=150满足长细比要求。由于λx>λy，只需求ψy。查表得ψy=0.870。NψyA=13290300.870*7582.4=201.47N/mm2<215N/mm2所需截面合适。18钢结构课程设计（2）下弦杆整个下弦采用同一截面，按最

8、大内力所在的de杆计算。Nmax=12