27m钢结构课程设计-计算书

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1、目录一、设计资料3二、钢材和焊条选择3三、屋架形式及尺寸3四、屋盖支撑布置3五、荷载和内力计算5六、干件截面选择9七、节点设计1420一、设计资料详见同济大学自考办发的《钢结构课程设计任务书》。二、钢材和焊条选择按设计规范要求，钢材选用Q235B。焊条选用E43型，手工焊。三、屋架形式及尺寸根据《钢结构课程设计任务书》，屋架的计算跨度为L0=L-300=27000-300=26700（mm）屋架在30m轴线处的端部高度取H0=1990mm跨中高度H=H0+屋架的高度跨比H/L=3490/27000=1/7.7在屋架常用高度范围内。为使屋架上弦承受截点荷载，配合屋面板1.5m的宽度

2、，复杆体系大部分采用下线节间长为3m的人字式，仅在跨中考虑到复杆的事宜倾角，采用再分式。屋架跨中起供55mm（L/500=54mm,取55mm）。几何尺寸如下所示：屋架几何尺寸图四、屋盖支撑布置根据车间长度（240m＞60m）、跨度及荷载情况，设置5道上、下弦横向水平支撑。因柱网采用封闭结合，为统一支撑规格，厂房两端的横向水平支撑设在第二柱间。支撑布置见下页图所示。图中与横向水平支撑连接的屋架编号为GWJ-2，山墙的端屋架编号为GWJ-3。其他屋架编号均为GWJ-1。2020五、荷载和内力计算（1）荷载计算和在计算及汇总见下表：荷载计算及汇总表项次荷载名称计算式标准值（KN/m2

3、）设计值（KN/m2）备注1预应力钢筋混凝土屋面板（包括嵌缝）　1.41.68沿层面坡向分布2二毡三油加绿豆沙　0.40.48沿层面坡向分布3找平层2cm厚　0.40.48沿层面坡向分布4支撑重量　0.070.08沿层面坡向分布5钢屋架0.12+0.011*270.420.50沿水平面分布6恒载总和　2.693.23　7活载　0.70.98沿水平面分布8积灰荷载　0.81.12沿水平面分布9可变荷载总和　1.52.10　计算屋架杆力时，应考虑如下三种荷载组合：使用“全跨恒荷载+全跨屋面均布活荷载”和“全跨恒荷载+半夸屋面均布和活荷载”。应注意半夸屋面活荷载可能作用于左半跨，也可能

4、作用于右半跨。恒荷载和活荷载引起的节点荷载设计值P恒及P活分别为P恒=3.23*1.5*6=29.07（KN）P活=2.10*1.5*6=18.90（KN）施工阶段“屋架及支撑自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载”。这时只有屋架及支撑自重是分布于全跨的恒荷载，而屋面板自重及施工荷载（取屋面活荷载数值）既可能出现在左半跨，也可能出现在右半跨，取决于屋面板的安装顺序。当从屋架两端对称安装屋面板时，则不必考虑此种荷载组合。施工阶段恒荷载和活荷载引起的节点荷载设计值P’恒和P’活分别为P′恒=(0.08+0.5)*1.5*6=5.22（KN）P′活=(1.68+2.1)*1.5*6=34

5、.02（KN）（2）内力计算采用系数法计算，具体系数见下页图：2020根据以上算得的节点荷载和杆力系数，利用下表进行杆件的内力组合并求出各杆的最不利内力，计算过程和结果详见下页表：2020六、干件截面选择（1）上弦整个上线不改变截面，取上弦最大设计杆力（HJ杆）计算。N=-921.98KN，=151.1cm,==302.2cm,（按大型屋面板与屋架保证三点焊接考虑，取为两块屋面板宽）。根据腹杆最大设计杆力=-490.25KN，查表7.4，取中间节点版厚度t=10mm，支座节点板厚度t=12mm。先由非对称轴选择截面，假设=60，由附二表2.2查得=0.807（由双角钢组成的T形和

6、十字形截面均属b类），需要的截面面积==53.14一般角钢厚度≤15mm，属第1组，故取=215N/mm²。需要的回转半径为上弦应采用两不等边角钢以短边相连组成的T形截面。根据需要的、及查附三表3.5，选用2L180×110×10：A=56.75cm²，=3.13cm，=8.62cm（节点板厚10mm），。验算：=/=151.1/3.13=48<，=0.865故=<=215验算对称轴y的稳定承载力。由式/=18/1=18>0.56/=0.56302.2/18=9.33。换算长细比=3.7<，查附二表2.2，得=0.769。故=<=215满足要求。垫板每节间放置一块（满足范围内不许

7、少于两块），=151.1/2=75.6cm<40(为5.81cm)。20（2）下弦下弦亦不改变截面，采用最大设计杆力（cd杆）计算，N=877.85kN，=450cm,=2670/2=1335cm,需要的净截面面积为=选用2L180×110×10（短肢相连）：A=56.75cm²，=3.13cm，=8.62cm。验算：在节点设计时，将位于cd杆连接支撑的螺栓孔包在节点板内，且使栓孔中心到节点板近端边缘距离不小于100mm，故截面验算中不考虑栓孔对截面的削弱，按毛截面验算（）=/=