钢结构设计课程设计24m跨厂房普通钢屋架设计1

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1、目录一、设计资料1二、结构形式及支撑布置2三、荷载计算4四、内力计算5五、杆件设计6六、节点设计10七、参考资料17八、附表一18九、附表二19一、设计资料某车间跨度为24m，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（参见平面图、剖面图），工作温度高于-20℃，无侵蚀性介质，地震设防烈度为6度，屋架下弦标高为12.5m；采用1.5×6m预应力钢筋混凝土大型屋面板，Ⅱ级防水，卷材屋面，屋架采用梯形钢桁架，两端铰支在钢筋混凝土柱上，混凝土柱上柱截面尺寸为400×400mm，混凝土强度等级为C25，屋架采用的钢材为Q235B钢，焊条为E43型。屋架形式

2、荷载（标准值）永久荷载：改性沥青防水层0.35kN/m220厚1:2.5水泥砂浆找平层0.4kN/m2100厚泡沫混凝土保温层0.6kN/m2预应力混凝土大型屋面板（包括灌缝）1.4kN/m2屋架和支撑自重为（0.120+0.011L）kN/m2可变荷载基本风压：0.35kN/m2基本雪压：（不与活荷载同时考虑）0.45kN/m2积灰荷载0.75kN/m2不上人屋面活荷载0.7kN/m2二、结构形式及支撑布置桁架的形式及几何尺寸如下图2.1所示图2.1桁架形式及几何尺寸桁架支撑布置如图2.2所示图2.2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

3、性系杆；LG：柔性系杆三、荷载计算屋面活荷载与雪荷载不会同时出现，从资料可知屋面活荷载大于雪荷载，故取屋面活荷载计算。由于风荷载为0.35kN/m2小于0.49kN/m2，故不考虑风荷载的影响。沿屋面分布的永久荷载乘以换算为沿水平投影面分布的荷载。桁架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）按经验公式（=0.12+0.011跨度）计算，跨度单位为m。标准永久荷载：防水层0.1kN/m2保温层0.6kN/m2屋面板0.85kN/m2悬挂管道0.05kN/m2标准可变荷载：施工活荷载0.7kN/m2雪荷载0.35kN/m2积灰荷载0.75kN/m2考虑以下三种荷载组合①全跨永久荷载+全

4、跨可变荷载②全跨永久荷载+半跨可变荷载③全跨桁架、天窗架和支撑自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载（1）全跨永久荷载+全跨可变荷载（按永久荷载效应控制的组合）全跨节点荷载设计值：（2）全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨永久荷载设计值：对结构不利时：（按永久荷载效应控制的组合）（按可变荷载效应控制的组合）对结构有利时：半跨可变荷载设计值：（3）全跨桁架包括支撑自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载（按可变荷载效应控制的组合）全跨节点桁架自重设计值：对结构不利时：对结构有利时：半跨节点屋面板自重及活荷载设计值：四、内力计算荷载组合（1）计算简图如图4.1，荷载组合（2）计算简图如图4.2

5、，荷载组合（3）计算简图如图4.3.图4.1荷载组合（1）图4.2荷载组合（2）图4.3荷载组合4.3由电算先解得F=1的桁架各杆件的内力系数（F=1作用于全跨、走半跨和右半跨）。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1五、杆件设计（1）上弦杆整个上弦杆采用等截面，按FG、GH杆件的最大设计内力设计。N=788.27kN=788270N上弦杆计算长度：在桁架平面内，为节间轴线长度：在桁架平面外，根据支撑布置和内力变化情况，取：因为=3，故宜选用两个不等肢角钢，短肢相并。腹杆最大内力N=470.35kN节点板厚度选用10mm，支座节点板厚度用12mm设=60，选用角

6、钢，为b类截面，查表得。需要截面积：需要的回转半径：根据需要的A、、查角钢规格表，选用2∟，，=2.85cm，=7.70cm，，按所选角钢进行验算：∵＞∴＜截面和界面都为b类截面，由于＞，只需要求。查表的=0.806。＜故所选截面合适。（2）下弦杆整个下弦杆采用同一截面，按最大内力设计值设计。N=779070N平面内的计算程度和平面外的计算长度分别为：，所需截面面积：选用2∟，，=2.56cm，=6.77cm，由于，故用不等肢角钢短肢相并＜考虑到下弦有的栓孔削弱，下弦净截面面积：＜所选截面合适。（3）端斜杆aB杆件轴力：N=470.35kN=470350N计算长度，因为，故采用

7、不等值角钢长肢相并。使设=60，查表得。选用2∟，，，，按所选角钢进行验算：∵＜∴＜截面和界面都为b类截面，由于＞，只需要求。查表的=0.683。＜故所选截面合适。（4）腹杆He最大拉力：21.46kN最大压力：97.75kN按最大压力进行计算，设计计算值为97.75kN。由于节点板的嵌固作用，桁架平面内的计算长度取，节点板在桁架平面外的刚度很小，故桁架平面外的计算长度仍取节间距离，即。设=60，查表得，，选用等肢角钢，2∟，，，，按所选角钢进行验算：＜∵＜∴＜截面和界面都为b类截面，由于＞