钢结构课程设计——27m跨工业厂房普通钢屋架设计

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1、钢结构课程设计——27m跨工业厂房普通钢屋架设计学院：土木与环境工程学院班级：姓名：学号：指导教师：北京科技大学2014年07月目录1.设计任务书11.1设计内容11.2设计目的11.3设计任务及要求12.设计计算书22.1设计资料22.2设计依据32.3屋架形式及主要尺寸确定32.4支撑布置42.5屋架的内力计算52.5.1计算的基本假定52.5.2荷载计算52.5.3荷载组合62.5.4内力计算72.6杆件截面设计92.6.1上弦杆92.6.2下弦杆102.6.3端斜杆aB112.6.4腹杆122.5.6

2、竖杆Hd162.7节点设计182.7.1上弦节点182.7.2屋脊节点“J”293.7.3端部支座节点“a”312.7.4下弦节点332.7.5其他节点392.8节点板计算401.设计任务书1.1设计内容27m跨工业厂房普通钢屋架设计1.2设计目的通过课程设计，进一步了工业厂房钢结构的结构型式、总体布置、受力特点和构造要求等；培养和锻炼学生综合运用钢结构材料、连接和基本构件设计原理进行钢屋架设计计算和解决实际工程问题的能力。1.3设计任务及要求(1)完成设计计算书一份，设计计算书内容应包括以下内容：①设计基本

3、资料、设计依据②选择钢屋架的材料，并明确提出对保证项目的要求；③确定屋架形式及几何尺寸，屋架及支撑布置（SC——上弦支撑，XC——下弦支撑，CC——垂直支撑，GG——刚性系杆，LG——柔性支撑）；④进行荷载汇集、杆件内力计算、内力组合，选择各杆件截面；⑤节点设计：设计下弦节点、上弦节点、再分式腹杆节点、支座节点、屋脊节点及下弦中央节点等。⑥填板设置；⑦材料统计(2)绘制钢屋架施工图一张（A3）①屋架几何尺寸和内力简图（1:100）；②构件详图：屋架正立面图[轴线图比例1:20（1：30），节点及杆件比例1:1

4、0(1:15)]，上、下弦平面图，端部侧面图、跨中及中间部位剖面图；③零件或节点大样图（1:5）；④材料表；设计说明。所绘图纸应符合《房屋建筑制图统一标准（GB50001—2010）》和《建筑结构制图标准（GB-T50105-2010）》的要求。2.设计计算书2.1设计资料某机械厂成品组装车间跨度为27m，厂房总长度90m，柱距6m，车间内设有两台300/50kN中级工作制吊车。厂房平面图、剖面图及屋架结构形式见图2-1（以长度90m为例）。图2-1厂房平面、剖面及屋架形式示意图401.车间柱网布置：长度90

5、m；柱距6m；跨度27m2.屋架采用的钢材为Q235B钢，焊条为E43型。3.屋面材料：预应力大型屋面板4.柱的混凝土强度等级为C25，屋面坡度i=1/10；5.厂房工作温度高于-20℃，无侵蚀性介质，地震设防烈度为6度，屋架下标高为12.5m；采用1.5×6m预应力混凝土大型屋面板，Ⅱ级防水，卷材屋面，屋架采用梯形钢桁架，两端铰支在钢柱上。6.屋面活荷载标准值为0.7kN/m2，雪荷载标准值为0.45kN/m2，基本风压0.35kN/m2，基本雪压（不与活荷载同时考虑）0.45kN/m22.2设计依据1.《

6、钢结构课程设计指导》张志国张庆芳武汉理工大学出版社2.《钢结构设计规范》（GB50017-2003），北京：中国计划出版社3.《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012），北京：中国建筑工业出版社4.《钢结构基本原理》何若全中国建筑工业出版社5.《房屋建筑制图统一标准》（GB50001-2010）6.《建筑结构制图标准》（GB-T50105-2010）2.3屋架形式及主要尺寸确定屋面材料为预应力混凝土大型屋面板，采用无檩屋盖体系，梯形钢屋架，屋面坡度i=1/10。屋架计算宽度L0=L-2×0.15=27-

7、2×0.15=26.7m，中间高度取H=3350mm，在27m轴线处端部高度h0=2000mm，在26.7m的两端高度为：h0=2015mm。屋架跨中起拱高度按f=L0/500计算，取60mm。钢材选用Q235B钢，焊条为E43型，手工焊。根据车间长度、屋架跨度和荷载情况，设置上、下弦横向水平支撑、垂直支撑和系杆。如图2-2所示：40图2-2屋架形式2.4支撑布置根据厂房长度（90m>60m）、跨度及荷载情况，设置三道上、下弦横向水平支撑。因柱网采用封闭结合，厂房两端的横向水平支撑设在第一柱间，该水平支撑的规

8、格与中间柱间支撑的规格有所不同。在所有柱间的上弦平面设置了刚性与柔性系杆，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，于屋架跨中和两端各设一道垂直支撑。屋架支撑布置见图2-3所示：图2-3(a)屋架上弦支撑布置40图2-3(b)垂直支撑1-1图2-3(c)垂直支撑2-2符号说明：GWJ-（钢屋架）；SC-（上弦支撑）：XC-（下弦