钢结构t型屋架课程设计

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1、西南科技大学土建学院土木工程专业钢结构课程设计一、设计资料1、题号25的已知条件：梯形钢屋架跨度21m，长度60m，柱距6m。冬季最低温度为－20℃，地震设计烈度为8度，设计基本地震加速度为0.2g。采用1.5m×6m预应力混凝土大型屋面板，80mm厚泡沫混凝土保温层，卷材屋面，屋面坡度i＝1/16。屋面活荷载标准值为0.7kN/m2，雪荷载标准值为0.75kN/m2，基本风压0.6kN/m2,积灰荷载标准值为0.6kN/m2。屋架铰支在钢筋混凝土柱上，上柱截面为400mm×400mm，混凝土标号为C20

2、。钢材采用Q235B级，焊条采用E43型。2、屋架计算跨度：l0=21m-2×0.15m=20.7m。3、跨中及端部高度：设计为无檩体系方案，由于乌鲁木齐市的年降水量很少，采用缓坡梯形屋架，取屋架在21m轴线处的端部高度h0'=1.944m，屋架中间高度h=2.600m（取为l0/8），则屋架在20.7m处，两端的高度为h0=1.953m。屋架跨中起拱按l0/500考虑，取50mm。二、结构形式与布置屋架形式及几何尺寸如图1所示。图1根据厂房长度（60m≤西南科技大学土建学院土木工程专业钢结构课程设计60

3、m）、跨度及荷载情况，设置两道上下弦横向水平支撑。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。在上弦平面设置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。由于l=21m<30m，故在跨度中央设置一道垂直支撑。梯形钢屋架支撑布置图如图2所示。图2(a)图2(b)图2(c)图2梯形钢屋架支撑布置（a）桁架上弦支撑布置图；（b）桁架下弦支撑图；（c）垂直支撑1—1西南科技大学土建学院土木工程专业钢结构课程设计SC—

4、上弦支撑；XC—下弦支撑；CC—垂直支撑；GG—刚性系杆；LG—柔性系杆三、荷载计算考虑到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，取屋面雪荷载0.75kN/m2。屋架沿水平投影积分的重分布的自重(包括支撑)按经验公式gk=(0.12+0.011L)kN/m2计算.跨度单位为米(m).荷载计算见表1。表1荷载计算荷载名称标准值(kN/m2)设计值(kN/m2)永久荷载预应力混凝土大型屋面板1.41.4×1.35=1.89三盏四油防水层0.40.4×1.35=0.54找平屋(厚

5、20mm)0.02×20=0.40.4×1.35=0.5480mm厚泡沫混凝土保温层0.08×6=0.480.48×1.35=0.648屋架各支撑自重0.12+0.011×30=0.450.45×1.35=0.608管道荷载0.10.1×1.35=0.135永久荷载总和3.234.361可变荷载屋面活荷载0.750.75×1.4=1.05积灰荷载0.60.6×1.4=0.84可变荷载总和1.351.89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和积灰荷载的组合值系数。（1）全跨

6、永久荷载+全跨可变荷载。全跨节点永久荷载及可变荷载为F=(4.361+1.89)×1.5×6=56.259kN（2）全跨永久荷载+半跨可变荷载。全跨节点永久荷载：F1=4.361×1.5×6=39.249kN半跨可变荷载:F2=1.89×1.5×6=17.01kN（3）全跨屋架(包括支撑)自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载。全跨节点屋架自重:F3=0.608×1.5×6=5.47kN半跨节点屋面板自重及活荷载:F4=(1.89+0.75)×1.5×6=23.76kN西南科技大学土建学院土木工程专业钢结构

7、课程设计上述计算中，（1）,（2）为使用节点活荷载情况,（3）为施工阶段荷载情况.三、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3所示。(a)(b)(c)图3由图解法或数解法（本设计采用结构力学求解器）F=1的屋架的内力系数（F=1作用于全跨、左半跨和右半跨），然后求出各种荷载情况下的内力进行组合，计算结果如表2。西南科技大学土建学院土木工程专业钢结构课程设计表2屋架杆件内力组合杆件名称内力系数F=1第一种组合F*①第二种组合第三种组合计算杆件内力(kN)全跨①左半跨②右半跨③F1*①+F2*②F

8、1*①+F2*③F3*①+F4*②F3*①+F4*③上弦AB0.000.000.000.000.000.000.000.000.00BC,CD-8.44-6.35-2.82-474.60-439.07-379.09-196.95-113.17-474.60DE,EF-12.96-9.07-5.19-729.23-663.08-596.94-286.48-194.10-729.23FG,GH-14.39-9.00-7.20-80