某厂房钢结构设计

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1、一、设计资料某厂房总长90ｍ，跨度18m，屋盖体系采用1.5×6.0预应力混凝土屋板1、结构形式：钢筋混凝土柱，梯形钢屋架。柱的混凝土强度等级为C30，屋面坡度为i=1:10；L为屋架跨度。地区计算温度高于-20℃，无侵蚀性介质，地震设防烈度为8度。屋架下弦标高为18m；厂房内桥式吊车为2台150/30t（中级工作制），锻锤为2台5t。屋架形式及荷载:屋架形式、几何尺寸及内力系数（节点荷载P=1.0作用下杆件的内力）如附图所示。屋架采用的钢材、焊条为：学号为单号的同学用Q235钢，焊条为E43型；双号的同学用Q345钢，焊条为E50型。3屋盖荷载标准

2、值：见下表荷载类型荷载名称荷载标准值（KN/m2）永久荷载三毡四油（上铺绿豆沙）防水层0.4水泥砂浆找平层0.4保温层0.6一毡二油隔气层0.05水泥砂浆找平层0.3预应力混凝土屋面板1.45屋架自重0.12+0.011x18=0.318可变荷载屋面活荷载标准值0.7积灰荷载1.2雪荷载0.35（一）设计步骤1．材料选择根据该地区的冬季计算温度和荷载性质，用Q345钢，焊条为E50型焊。2．屋架形式及屋架几何尺寸的确定确定屋架的计算跨度、端部高度、跨中高度、起拱高度。配合屋面板1.5m的宽度，为使屋架上弦只受节点荷载，腹杆体系采用节间为3m的人字形式

3、，仅在跨中考虑到腹杆的适宜倾角，可能采用再分式杆。3．屋架及屋盖支撑的布置屋架上、下弦横向水平支撑沿抗震缝分开的两部分的端柱间设置，当山墙采用封闭结合及考虑构件统一化，亦可将房屋两端的横向水平支撑设置在第二柱间。下弦纵向水平支撑根据具体情况可不设置，竖向支撑布置在横向水平支撑所在柱间，沿屋架两端及屋脊处共设三道，系杆亦沿屋架两端及屋脊处通长设置三道。凡与支撑连接的屋架编号为GWJ—2，其它编号为GWJ—1。二、屋架尺寸及几何形式：如下图三、荷载计算1.永久荷载各项标准值为三毡四油（上铺绿豆沙）防水层0.4KN/m2水泥砂浆找平层0.4KN/m2保温层

4、0.6KN/m2一毡二油隔气层0.05KN/m2水泥砂浆找平层0.3KN/m2预应力混凝土屋面板1.45KN/m2屋架自重0.12+0.011×18=0.318KN/m则永久荷载标准值为：3.518KN/m2.可变荷载各项标准值为屋面活荷载标准值：0.7KN/m积灰荷载：1.2KN/m雪荷载：0.35KN/m则活荷载标准值为：0.7+1.2=1.9KN/m（活载与雪载同时出现，两者中取较大者）3.荷载和内力计算①荷载汇集：永久荷载包括屋架和支撑自重、大型屋面板自重、保温层、防水层、找平层等自重；可变荷载包括屋面活荷、雪荷载，取两者之间的大值，风荷载及

5、积灰荷载不考虑。永久荷载设计值：1.2×3.518=4.222kN/m2可变荷载设计值：1.4×1.9=2.66kN/m22、荷载组合设计屋架时，应考虑以下三种荷载组合：（1）全跨永久荷载+全跨可变荷载屋架上弦节点荷载：P=（4.222+2.66）×1.5×6=61.938kN（2）全跨永久荷载+半跨可变荷载屋架上弦节点荷载：P1=4.222×1.5×6=37.998kNP2=2.66×1.5×6=23.94kN（3）全跨屋架与支撑+半跨屋面板+半跨屋面活荷载全跨屋架和支撑自重产生的节点荷载：P3=1.2×0.318×1.5×6=3.434kN作用于

6、半跨的屋面板及活载产生的节点荷载：取屋面可能出现的活载P4=（1.2×1.45+1.4×0.7）×1.5×6=24.48kN以上1），2）为使用阶段荷载组合;3）为施工阶段荷载组合。四、内力计算按力学求解器计算杆件内力，然后乘以实际的节点荷载，屋架要上述第一种荷载组合作用下，屋架的弦杆、竖杆和靠近两端的斜腹杆内力均达到最大值，在第二和第三种荷载作用下，靠跨中的斜腹杆的内力可能达到最大或发生变号，因此，在全跨荷载作用下所有杆件的内力均应计算，而在半跨荷载作用下，仅需计算近跨中的斜腹杆内力，取其中不利内力（正、负最大值）作为屋架的依据。具体计算见图屋架各

7、杆内力组合见表。18米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值18米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值表一杆件名称杆内力系数全跨永久荷载+全跨可变荷载P=61.938kNN=P×③全跨永久荷载+半跨可变荷载P1=37.998kNP2=23.94kNN左=P1×③+P2×①N右=P1×③+P2×②全跨屋架和支撑自重＋半跨屋面板重＋半跨屋面活荷P3=3.434kNP4=24.48kNN左=P3×③+P4×①N右=P3×③+P4×②计算内力P=1在左半跨在右半跨全跨①②③上弦杆A-B0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000B

8、-D-4.371-1.850-6.221-385.3-341.0-280.7-128.4-66.7-385.