中南大学钢结构课程设计书

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1、中南大学钢结构课程设计书第一部分钢结构课程设计任务书一、设计资料：1.某单层单跨工业厂房钢屋架设计，设计方案号56：跨度L2=21m，长度102m。2.厂房柱距6m，钢筋混凝土柱，混凝土强度等级C20，上柱截面尺寸400400，钢屋架支承在柱顶。3.吊车一台150T，一台30T，吊车平台标高+12.000m。4.荷载标准值(1)永久荷载：屋面材料自重：A4=0.80kN/m2；屋架及支撑自重：按经验公式=0.351kN/m2；(2)可变荷载：屋面活荷载标准值：0.5kN/m2雪荷载标准值：B1=0.40kN/m2积灰荷载标准值：C2=0.40kN/m2（3）风荷载：B类地区，,基本风压

2、：3.0kN/m25.屋架计算跨度，几何尺寸及屋面坡度见附图1。图121米跨屋架几何尺寸6.钢材Q235号钢、角钢、钢板各种规格齐全；有各种类型的焊条和C级螺栓可供选用。7.钢屋架的制造、运输和安装条件：在金属结构厂制造，运往工地安装，最大运输长度1633m，运输高度3.85m，工地有足够的起重安装条件。第二部分屋架设计计算书一、屋架支撑系统的设置1.屋架间距的设置厂房柱间距为6m，屋架间距故取为6m。2.横向支撑的设置房屋两端第一个柱间各设置一道上弦平面横向支撑和下弦平面横向支撑。因屋架L为102m，大于60m，故在纵向正中间柱间加设一道横向支撑。3.纵向支撑的设置因吊车，且高度较大

3、，对房屋整体刚度的要求较高，对梯形屋架，纵向支撑设置在屋架的下弦平面。4.垂直支撑的设置在屋架跨中和两端处各布置一道垂直支撑。垂直支撑的节间长度取柱距的一半为3m；节间宽度为相应的弦杆高度h。如图1所示5.系杆的设置屋架上弦平面，屋架跨中和两端各布置一道通长的刚性系杆，其他结点设通长的柔性系杆；下弦平面，仅在跨中和两端布置通长的柔性系杆。6.屋架支撑体系布置如下图所示支撑代号：屋架上弦横向水平支撑sc；屋架下弦横向水平支撑xc；屋架下弦纵向水平支撑zc；垂直支撑cc；系杆LG；333333LY二、荷载的计算已知各荷载标准值计算各荷载的设计值：按屋面活载及雪荷载两者中取大值的原则，算出可

4、变荷载的设计值。风荷载，梯形屋架屋面坡度小于，屋面的风荷载一般为吸力，不参与组合。1.荷载设计值：见下表：荷载名称标准值荷载分项系数设计值永久荷载屋面材料自重0.80kN/m21.20.96kN/m2屋架及支撑自重0.35kN/m20.42kN/m2永久荷载总和1.15kN/m21.38kN/m2可变荷载屋面活荷载标准值0.50kN/m21.40.70kN/m2雪荷载标准值：0.40kN/m20.56kN/m2积灰荷载标准值0.40kN/m20.56kN/m2可变荷载总和1.30kN/m21.82kN/m22.荷载组合值使用阶段：（1）全跨节点永久荷载＋全跨可变荷载（图a）F=（1.3

5、8＋1.82）×1.5×6=28.80kN；（2）全跨节点永久荷载＋半跨节点可变荷载（图b）全跨节点永久荷载为F1=1.38×1.5×6=12.42kN；半跨节点可变荷载为F2=1.82×1.5×6=16.38kN；可假定：左半跨荷载为F1+F2；右半跨荷载为F1；33LY施工阶段：（图c）全跨节点屋架（包括支撑）自重＋半跨节点屋面板自重＋半跨屋面活荷载。全跨节点屋架自重为F3=0.35×1.5×6=3.15kN；半跨节点屋面板自重及活荷载为F4=（0.96＋0.7）×1.5×6=14.94kN；可假定：左半跨荷载为F3+F4；右半跨荷载为F3；3.屋架杆件各种组合荷载下的内力计算与控

6、制内力确定（1）全跨与半跨荷载下结构杆件内力值已在课程设计任务书中给出，无需另行计算。下图分别为全跨荷载作用下和半跨荷载作用下杆件内力值：33LY（2）取各种不同荷载组合下屋架杆件的最“不利”内力值为杆件控制内力，见下表：杆件名称杆内力系数（F=1）第一种组合第二种组合第三种组合计算杆件内力F类别编号全跨①左半跨②右半跨③F×①F1×①+F2×②F1×①+F2×③F3×①+F4×②F3×①+F4×③最大拉/压内力上弦杆AB0000.000.000.000.000.000BD-7.47-5.31-2.16-215.14-179.76-128.16-102.86-55.80-215.13D

7、F-11.26-7.33-3.92-324.29-259.91-204.06-144.98-94.03-324.28FH-12.18-6.86-5.31-350.78-263.64-238.25-140.86-117.70-350.78下弦杆ac4.13.011.09118.08100.2368.7857.8829.20118.08ce9.746.663.08280.51230.06171.42130.1876.70280.51eg11.967