钢结构桁架课程设计计算书

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1、浙江工业大学建筑工程学院2010/2011学年短学期建筑工程2008级专业课程设计指导书课程名称：钢结构设计题　　目：30m梯形钢屋架结构设计学生姓名：学　　号：班　　级：建筑工程2008(1)(2)指导教师：赵滇生吴剑国2011年7月一、设计计算资料1.车间平面尺寸为144m×30m，柱距9m，跨度为30m，柱网采用封闭结合。车间内有两台15t/3t中级工作制软钩桥式吊车。2.屋面采用长尺复合屋面板，板厚50mm，檩距不大于1800mm。檩条采用冷弯薄壁卷边槽钢C200×70×20×2.5，屋面坡度i=l/20～l/8。3.钢

2、屋架简支在钢筋混凝土柱顶上，柱顶标高9.000m，柱上端设有钢筋混凝土连系梁。上柱截面为400mm×400mm，所用混凝土强度等级为C30，轴心抗压强度设计值fc＝14.3N/mm2。抗风柱的柱距为6m，上端与屋架上弦用板铰连接。4.钢材用Q235-B，焊条用E43系列型。5.屋架采用平坡梯形屋架，无天窗，外形尺寸如下图所示。6.该车间建于杭州近郊。7.屋盖荷载标准值：(l)屋面活荷载　　　　　　　　　　　0.50kN/m2(2)基本雪压s0　　　0.45kN/m2(3)基本风压w0　　　0.45kN/m2(4)复合屋面板自重　

3、　　　　　　　0.15kN/m2(5)檩条自重　　　　　　　　　　　查型钢表(6)屋架及支撑自重　　　　　　0.12+0.01lkN/m28.运输单元最大尺寸长度为15m，高度为4.0m。二、屋架几何尺寸的确定1.屋架杆件几何长度屋架的计算跨度，端部高度取跨中高度为。跨中起拱高度为60mm（L/500）。梯形钢屋架形式和几何尺寸如图1所示。（虚线为起拱后轮廓）2.檩条、拉条、及撑杆：长尺复合屋面板可以不考虑搭接需要，檩条最大允许间距为1800mm。另外，屋架上弦节点处一般应设檩条。所以，将檩条设置在各上弦结点上，檩距为1502m

4、m，檩条跨度在时，至少在跨中布置一道拉条，跨度大于时，宜布置两道。此檩条跨度为9m，可在3分点处分别布置一道拉条，布置如下图：三、屋盖支撑布置1、设置支撑的必要性及图示必要性：平面屋架在其本身平面内，由于弦杆与腹杆构成了三角形几何不变铰接体系而具有较大刚度，但在垂直于屋架平面内，不设支撑体系却不能保持其几何不变，当在屋架端部两屋架间未设置垂直支撑时，虽然有檩条和系杆的连系，屋架相互间仍是几何可变的，在侧向为作用下屋架会倾斜。各支撑作用：1）横向支撑上弦平面横向支撑能保证上弦杆的侧向稳定性，当山墙柱的上端支撑于屋架上下弦某些节点上

5、时，横向支撑可传递山墙上的纵向水平荷载。2）纵向支撑与横向支撑一起形成水平刚性盘，增加房屋整体刚度，在车间设有吊车时，在吊车横向制动力作用下使框架起空间作用，可减轻受荷载较大的框架所受水平荷载和产生的水平变形，有托梁时，可保证托梁的侧向稳定。3）垂直支撑保持屋架侧向的几何特性和稳定性，下弦无横向支撑时，作为下弦系杆的节点，传递山墙所受纵向风荷载等至屋架柱，保证吊装屋架时的稳定和安全。其中SC为上弦支撑、XC为下弦支撑、CC为垂直支撑、GG为刚性系杆、LG为柔性系杆、GWJ为屋架。四、荷载计算1、永久荷载（水平投影面）压型钢板kN

6、/㎡檩条（0.5kN/m）查表得到Z250×70×20×2.5的檩条每米长质量为8.380kg/mkN/㎡屋架及支撑自重0.12+0.01L=0.42kN/㎡合计0.628kN/㎡2、可变荷载（水平投影面）屋面荷载和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。故取屋面活荷载0.5kN/㎡进行计算。3、风荷载风压高度变化系数为1.025，屋面迎风面的体型系数为-0.6，背风面为-0.5，所以负风压标准值（垂直于屋面）为：迎风面：kN/㎡背风面：kN/㎡对轻型钢屋架，当风荷载较大时，风吸力可能大于屋面永久荷载，此时屋架弦

7、杆和腹杆中的内力均可能变号，必须考虑风荷载组合。但此处风荷载小于永久荷载，故不考虑风荷载的影响。五、屋架杆件内力计算与组合由永久荷载控制的荷载组合值为：kN/㎡由可变荷载控制的荷载组合值为：kN/㎡故可变荷载效应起控制作用。每个节点的负载面积为㎡①压型钢板0.150×13.5=2.025kN②檩条（0.5kN/m）0.058×13.5=0.783kN③屋架及支撑自重0.42×13.5=5.67kN④活荷载取为0.5×13.5=6.75kN1、荷载组合考虑以下三种荷载组合（1）全跨永久荷载+全跨可变荷载（2）全跨永久荷载+半跨可变

8、荷载（3）全跨屋架、支撑及天窗架自重+半跨屋面板重+半跨屋面活荷载组合一:全跨永久荷载+全跨可变荷载：中间节点荷载：kN端部节点荷载：kN组合二:全跨永久荷载+半跨可变荷载：（假设半跨可变荷载在左边半跨）左中结点荷载kN左端结点荷载kN右中结点荷载kN右端结点荷