钢结构梯形屋架设计指导书 - 副本

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1、钢结构课程设计指导书土木教研室2012.5161.设计背景1.1设计资料某地区一金加工车间。厂房总长度为150,柱距6m，跨度为24m。车间内设有两台中级工作制桥式吊车。钢屋架设计可不考虑抗震设防。屋面采用1.5m6.0m预应力大型屋面板,屋面坡度为i=1:10，上铺120mm厚泡沫混凝土保温层和三毡四油防水层等。屋面可变荷载标准值为,雪荷载标准值为,积灰荷载标准值为。屋架采用梯形钢屋架,其两端铰支于钢筋混凝土柱上。柱头截面为,所用混凝土强度等级为C20。1.2设计要求根据该地区的温度及荷载性质,钢材采用,其设计强度,焊条采用E43型,手工焊接。构件采用钢板及热轧

2、型钢,构件与支撑的连接用M20普通螺栓。屋架的计算跨度:,端部高度:(轴线处),(计算跨度处),屋架跨中起拱。2.结构形式与布置2.1屋架形式及几何尺寸屋架形式及几何尺寸见图1所示.图1屋架形式及几何尺寸2.2屋架支撑布置屋架支撑布置见图2所示。由于屋架的纵向长度为150mm16，所以在屋架的两端以及纵向和处各设置一道支撑。屋架上弦支撑布置图屋架下弦支撑布置图垂直支撑1-1垂直支撑1-1符号说明：GWJ-(钢屋架)：SC-（上弦支撑）；XC-（下支撑）；CC-（垂直支撑）；GG-（刚性系杆）LG-（柔性系杆）图2屋架支撑布置图3.荷载与内力计算3.1荷载计算屋面可

3、变荷载与雪荷载不会同时出现,故取两者较大的活荷载计算.永久荷载标准值防水层(三毡四油上铺小石子)找平层(厚水泥砂浆)16保温层(厚泡沫混凝土)0.7预应力混凝土大型屋面板1.40钢屋架和支撑自重管道设备自重0.10总计3.33可变荷载标准值屋面可变荷载0.70积灰荷载0.5总计1.2永久荷载设计值可变荷载设计值3.2荷载组合设计屋架时,应考虑以下三种组合：组合一:全跨永久荷载+全跨可变荷载屋架上弦节点荷载P=(4.00+1.68)×1.5×6=51.12kN/m2组合二:全跨永久荷载+半跨可变荷载屋架上弦节点荷载P1=4.00×1.5×6=36.00kN/m2P2

4、=1.68×1.5×6=15.12kN/m2组合三：全跨屋架及支撑自重+半跨大型屋面板重+半跨屋面活荷载屋架上弦节点荷载P3=1.2×0.38×1.5×6=4.10kNP4=(1.2×1.4+1.4×0.7)×1.5×6=23.94kN3.3内力计算本设计采用图解法计算杆件在单位节点力作用下各杆件的内力系数，见表1。16由表内三种组合可见：组合一，对杆件计算主要起控制作用；组合三，可能引起中间几根斜腹杆发生内力变号。但如果施工过程中，在屋架两侧对称均匀铺设屋面板，则可避免内力变号而不用组合三。4.杆件截面设计4.1屋架杆件内力组合表腹杆最大内力，N=458.76k

5、N(压)，由屋架节点板厚度参考表可知：支座节点板厚度取14mm；其余节点板与垫板厚度取12mm。表1屋架杆件内力组合表杆件名称内力系数（P=1）组合一组合二组合三计算内力（kN）全跨①左半跨②右半跨③P×①上弦杆ABC-0.67-0.670.0012-34.25-34.25-24.10-18.79-2.72-34.25CDE-14.06-9.59-4.47-718.75-651.16-573.75-287.23164.66-718.75EFG-14.06-9.59-4.47-718.75-651.16-573.75-287.23164.66-718.75GHJ-1

6、5.19-7.83-7.36-776.51-665.23-658.12-249.73238.48-776.51下弦杆ab8.646.192.45441.68404.63348.08183.6194.08441.68cd15.139.096.04773.45682.12636.00279.65206.63773.45斜腹杆Ad0.810.81-0.001541.4041.4129.1422.713.2941.41Cd-10.25-7.1-3.15-523.98-476.35-416.63-212.00-117.44-523.98ad-11.11-7.96-3.15-

7、567.94-520.32-447.59-236.11-120.96-567.94Ce6.744.222.52344.55306.45280.74128.6687.96344.55be6.013.492.52307.23269.13254.46108.1984.97307.23Ee0.80.8040.9040.9028.8022.433.2840.90Ef0.730.73037.3237.3226.2820.473.0037.32bf-2.39-0.18-2.21-122.18-88.76-119.46-14.11-62.71-122.18Gf-1.580.62-

8、2.21-