钢结构设计原理课程设计计算书

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1、1、设计资料1.11）某厂房跨度为21m，总长90m,柱距6m,屋架下弦标髙为18m。2）屋架較支于钢筋混凝土柱顶，上柱截面400x400,混凝土强度等级为C30。3）屋面采用1.5><6m的预应力钢筋混凝土人型屋面板（屋面板不考虑作为支撑用）。24）该车间所属地区江苏省广州市。5）采用梯形钢屋架。1.2考虑静载：①预应力钢筋混凝土屋面板（包括嵌缝）1400N/n?②二毡三油防水层400N/m2③找平层2cm厚400N/m2④支撑重量；70N/m2考虑活载：①活载700N/m26）地震设防烈度为77）钢材选用Q235钢，焊条为E43型。1.3、屋架形式和几何

2、尺寸屋面材料为人型屋面板，故采用无標体系平破梯形屋架。屋面坡度i=l/10；屋架计算跨度L（）=21000—300=20700mm；端部高度取H=1990mm,中部高度取H=3040mm（为L0/6.8）o屋架几何尺寸如图1所示：066」C06E5.07一57.5E065Z/5O7.5一O55•7O5¥1501135074GO6OC0/0寸02%egh1500X7=10500图1：21米跨屋架几何尺寸2、支撑布置2.1由于房屋长度有6米，故在房屋两端及中间设置上、下横向水平支撑和屋架两端及跨中三处设置垂宜支撑。其他屋架则在垂肓支撑处分别于上、下弦设置三道系杆

3、，其中屋脊和两支座处为刚性系杆，其余三道为柔性系杆。2.2"皿AnnnAnnoAnnoAnonennAnnnAnnoAonn^oooAnnnuuuxI二M二二二二二二茎垂直支撑布置3、设计屋架荷载屋面活荷载与雪荷载不会同吋出现，从资料可知屋面活荷载人于雪荷载，故取屋面活荷载700N/n?计算。沿屋面分布的永久荷载乘1/cosa=(V102+1)/10二1・005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（匕二0.12+0.Ollx跨度）计算，跨度单位为叽1.005x0.40=0.402kN/m21.005x0.4=0.4

4、02kN/m21.005x1.4=1.407kN/m20.07+0.12+0.011x21=0.421kN/m2标准永久荷载：二毡三油防水层2cm厚找平层预应力混凝土大型屋面板（包括灌缝）屋架和支撑自重为标准可变荷载:屋面活荷载共2.632kN/m20.7kN/m2共0.7kN/m2考虑以下三种荷载组合①全跨永久荷载+全跨可变荷载②全跨永久荷载+半跨可变荷载③全跨桁架、天窗架和支撑白重+半跨屋面板白重+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：F=（1.35x2.632kN/m2+1.4x0.7x0.7kN

5、/m2）x1.5mX6m=38.1528kN（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：Fi,i=l.35x2.632x1.5x6=31.9788KN（按永久荷载效应控制的组合）F1>2=1.2x2.632x1.5x6=28.4256KN（按可变荷载效应控制的组合）对结构有利时：F1.3=l.0x2.632x1.5x6=23.688KN半跨可变荷载设计值：F2,i=1.4x（0.7x0・7）x1.5x6=6.174KN（按永久荷载为主的组合）F2）2=l.4x0.7x1.5x6=8.82KN（按可变荷载为主的组合）（3）全跨桁架包括支撑

6、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）对结构不利时:对结构有利时:全跨节点桁架自重设计值：F3,i=1.2x0.421x1.5x6=4.5468KNF3,2=l.0x0.421x1.5x6=3.789KN半跨节点屋面板自重及活荷载设计值:F4=（1.2xl.4kN/m2+1.4x0.7kN/m2）xl.5mx6m=23.94kN4、屋架杆件内力计算用图解法先求出全垮和半跨单位节点荷载作用下的杆件内力系数，然后乘以实际的节点荷载，屋架在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，在第二种和第三种荷载作

7、用下，靠跨屮的斜腹杆的内力可能达到最大或发生变号。因此，在全垮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靠近跨中的斜腹杆内力。计算结果列于下表:杆件名称内力系数（F=l）第一种组合FX①第二种组合第三种组合计算杆件内力/KN全跨①左半跨②右半跨③Fix①+F2x②Fix①+F2x③F3x①+F4x②F3x①+F4x③最大压力最大拉力上弦AB000000000BD-7.472-5.31-2.16-376.320-377.022-349.239-155.433-80.022-377.022DF-11.26-7.34-3.92-567.099-5

8、62.318-532.154-218.384-136