课程设计--梯形钢屋架设计(21m跨)

《课程设计--梯形钢屋架设计(21m跨)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、钢结构课程设计计算书梯形钢屋架设计（21m跨）一、设计资料某地区某金工车间。采用无檩屋盖体系，梯形钢屋架。跨度为21m，柱距6m,厂房长度为144m，厂房高度为15.7m。车间内设有两台150/520kN中级工作制吊车，计算温度高于-20℃。采用三毡四油防水屋面上铺小石子设计荷载标准值0.4kN/m2，水泥砂浆找平层设计荷载标准值0.4kN/m2，泡沫混凝土保温层设计荷载标准值0.1kN/m2，水泥砂浆找平层设计荷载标准值0.5kN/m2，1.5m×6.0m预应力混凝土大型屋面板设计荷载标准值1.4kN/m2。屋面积灰荷载0.35kN/m2，屋面活荷载0.35kN/m2，雪荷载为0.45kN/

2、m2，风荷载为0.5kN/m2。屋架铰支在钢筋混凝土柱上，柱截面为400mm×400mm，砼标号为C20。二、屋架形式、尺寸、材料选择及支撑布置1、钢材及焊条选择根据建造地区（北京）的计算温度和荷载性质及连接方法，钢材选用Q235-B。焊条采用E43型，手工焊。2、屋架形式及尺寸本设计采用无檩屋盖，＝1/10，采用梯形屋架。屋架跨度为=21000mm屋架计算跨度为＝-300＝20700mm，端部高度取＝2000mm，（1/16～1/12），（通常取为2.0～2.5m）中部高度取＝+0.5＝2000+0.1×21000/2＝3050mm，屋架杆件几何长度见附图1所示，屋架跨中起拱42mm（=/5

3、00考虑）。为使屋架上弦承受节点荷载，配合宽度为1.5m的屋面板，采用上弦节间长度为3.0m。第17页共17页钢结构课程设计计算书附图1：屋架杆件几何长度（单位：mm）3、屋盖支撑布置根据车间长度、屋架跨度和荷载情况，设置四道上、下弦横向水平支撑。因柱网采用封闭结合，为统一支撑规格，厂房两端的横向水平支撑设在第二柱间。在第一柱间的上弦平面设置刚性系杆保证安装时上弦杆的稳定，第一柱间下弦平面也设置刚性系杆以传递山墙风荷载。在设置横向水平支撑的柱间，于屋架跨中和两端共设四道垂直支撑。在屋脊节点及支座节点处沿厂房纵向设置通长的刚性系杆，下弦跨中节点处设置一道纵向通长的柔性系杆，支撑布置见附图2。图中

4、与横向水平支撑连接的屋架编号为GWJ-2，山墙的端屋架编号为GWJ-3，其他屋架编号均为GWJ-1。附图2：屋面支撑布置图（单位：mm）三、荷载和内力计算1、荷载计算屋架和支撑自重按照经验公式=(0.12+0.011)=(0.12+0.011×21)≈0.35kN/m2第17页共17页钢结构课程设计计算书荷载计算汇总表项目名称标准值kN/m2设计值kN/m2备注1防水层（三毡四油）0.40.48沿屋面坡向分布2水泥砂浆找平层0.40.48沿屋面坡向分布3泡沫砼保温层0.10.12沿屋面坡向分布4水泥砂浆找平层0.50.6沿屋面坡向分布5预应力混凝土大型屋面板1.41.68沿屋面坡向分布6屋架和

5、支撑自重0.350.42沿水平分布　恒荷载累计3.153.78　7屋面均布活荷载0.350.49沿水平面分布，计算中取二者中的较大值8雪荷载0.450.639积灰荷载0.350.49　　活荷载累计0.81.12　由于屋面坡度不大，对荷载的影响较小，未予考虑。风荷载为吸力，重屋盖可不考虑。2、荷载组合计算屋架杆内力时，应考虑如下三种荷载组合：①正常使用阶段：“全跨恒荷载+全跨屋面均布活荷载”和“全跨恒荷载+半跨屋面均布活荷载”，恒荷载和活荷载引起的节点荷载设计值及分别为：＝3.78×1.5×6＝34.02kN＝1.12×1.5×6＝10.08kN②施工阶段：“全跨屋架及支撑自重+半跨屋面板+半跨

6、屋面活荷载”第17页共17页钢结构课程设计计算书，这时只有屋架及支撑自重是分布于全跨的恒荷载，而屋面板自重及施工荷载（取屋面活荷载与雪载数值较大的）即可能出现在左半跨，也可能出现在右半跨，取决于屋面板的安装顺序。当从屋架两端对称安装屋面板时，则不必考虑此种荷载组合。施工阶段恒荷载和活荷载引起的节点荷载设计值和分别为：＝0.42×1.5×6＝3.78kN＝（1.68+0.63）×1.5×6＝20.79kN3、内力计算首先计算出荷载作用下各杆力系数。根据算得的节点荷载（、）和杆力系数，计算各杆件内力并组合得出各杆件的最不利内力组合。第17页共17页钢结构课程设计计算书杆力系数计算模型四、杆件截面选

7、择1、上弦部分：最大内力杆件：FG=-537.14KN、GH=-537.14KN屋架上弦截面统一不变，取上弦最大设计杆力计算。l0x＝1508mm(屋架平面内)，l0y＝l1＝3000mm(屋架平面外)（考虑大型屋面板能起到一定的支撑作用，故一般取两块屋面板的宽度，但不大于3.0m，未考虑屋面板之间灌缝处理的宽度）。根据计算，腹（斜）杆最大设计内力NaB＝-337.37kN，查表（课程设计指导书表