郑州大学自考助学钢结构设计

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1、河南省高等教育自学考试《钢结构》课程设计建筑工程专业（本科）（课程编号：02443）题目：_______________助考学校：_______________准考证号：_______________学生姓名：_______________指导老师：_______________成绩：_______________郑州大学土木工程学院时间：2014年9月25日22目录1.设计资料22.结构形式与布置23.荷载计算44.内力计算65.杆件设计66.附表32参考文献35341.设计资料郑州某工业厂房。长90m，柱距6m。采用无檩屋盖结构体

2、系，梯形钢屋架，屋面采用1.5m×6m预应力钢筋混凝土大型屋面板（1.4kN/m2，标准值，下同）。板面以上依次为：三毡四油防水层（0.4kN/m2）、20mm厚水泥砂浆找平层（0.4kN/m2）、80mm厚泡沫混凝土保温层（0.48kN/m2），屋面离地面高度约为20m，屋面坡度i=1、10。结构重要性系数=1.0，基本雪压为0.45kN/m2，地区基本风压为0.45kN/㎡。屋面均布活荷载标准值（不与雪荷载同时考虑，按水平投影面积计算）为：重型屋面取0.50kN/㎡。施工检修集中荷载集中荷载标准值为1.0kN，可折算为检修荷载0.

3、2KN/㎡。不考虑地震设防。钢材采用Q235C级，焊条采用E43型，手工焊。桁架计算跨度：l0=27-2×0.15=26.7m跨中及端部高度：桁架中部高度：h=3.000m在26.7m的两端高度：h0=1665m在27m轴线处的高度：h0=1650m桁架跨中起拱50mm（≈L/500）2.结构形式与布置桁架形式及几何尺寸如图(一)桁架支撑布置如图（二）34屋架上弦平面支撑屋架下弦平面支撑桁架支撑布置符号说明：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343.荷载计算荷载计算表荷载名称标准值

4、（kN/m²）钢筋混凝土大型屋面板1.4＋0.1＝1.5150mm厚混凝土保温层0.15×6.5＝0.9820mm厚水泥砂浆找平层0.4二毡三油上铺小石子0.35屋架和支撑自重0.12＋0.011L＝0.12+0.011×27＝0.42永久荷载总和3.65屋面活荷载（取雪荷载）0.75可变荷载总和0.75注：屋面活荷载小于雪荷载，故只取雪荷载计算。荷载组合按可变荷载控制设计的组合Fd=(1.2×3.65+1.4×0.75)×1.5×6=48.87kN按永久荷载控制设计的组合Fd=(1.35×3.65+1.4×0.7×0.75)×1.5

5、×6=50.96kN故结点荷载取为50.96kN，支座反力Rd=9Fd=458.64kN设计桁架时，应考虑以下三种荷载组合：（1）、全跨永久荷载＋全跨可变荷载（按永久荷载为主控制的组合）全跨节点荷载设计值：F=（1.35×3.65+1.4×0.7×0.75）×1.5×6=50.96kN（2）、全跨永久荷载＋半跨可变荷载（按永久荷载为主控制的组合）全跨节点永久荷载设计值：F1=1.35×3.65×1.5×6=44.35kN半跨节点可变荷载设计值：F2=1.4×0.7×0.75×1.5×6=6.62kN（3）、全跨屋架（包括支撑）自重＋半

6、跨屋面板自重＋半跨屋面活荷载（按永久荷载为主控制的组合）34全跨节点桁架自重设计值：F3=1.35×0.42×1.5×6=5.1kN半跨节点屋面板自重及活荷载设计值：F4=（1.35×1.5+1.4×0.7×0.75）×1.5×6=24.84kN（1）、（2）为使用阶段荷载情况，（3）为施工阶段荷载情况。组合（1）全跨永久荷载＋全跨可变荷载组合（2）全跨永久荷载＋半跨可变荷载34组合（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4.内力计算由电算先解得F=1的桁架各杆的内力系数（F=1作用于全跨、左半跨、右半跨），电算

7、输入输出见附录（一）。然后求出各种荷载情况下的内力进行组合，计算结果见附表（一）。5.杆件设计腹杆最大内力N=541.2kN，查表可知，选用中间节点板厚度t=12mm，支座节点板厚度t=14mm。（1）、上弦杆设计整个上弦采用等截面，按43、21杆件截面设计N=1099.72kN上弦计算长度：在桁架平面内，为节点间轴线长度，=150.8cm在桁架平面外取两块屋面板跨度=300.0cm由于，故截面选用两不等肢角钢，短边相并。如左图所示。选用2∟180×110×12，A=67.4，，＜[λ]=150；＜[λ]=150（均满足要求）双角钢T

8、型截面绕对称轴（y）应按弯扭屈曲计算长细比/t=180/12=15≥0.56/=0.56×300/18=9.3则=3.7/t×(1+)=3.7×18/1.2×(1+300×300×1.2×1.2/(52.7×))=56.