钢结构课程设计.docx

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1、钢结构课程设计某厂房24m×90m钢屋架设计学院建筑工程系课程名称钢结构课程设计专业土木工程学号姓名指导教师2016年1月8日任务书一、设计题目焊接梯形钢屋架设计二、目的通过钢结构课程设计，掌握屋盖系统结构布置和进行构件编号的方法。运用有关力学和钢结构课程所学知识对钢屋架进行内力分析、杆件截面设计和节点设计。培养学生解决实际问题的能力。　三、设计资料1.广东某厂房总长度90m，跨度24m，纵向柱距6m。2.钢筋混凝土柱，柱的混凝土强度等级为C30，上柱截面尺寸400×400，梯形钢屋架支撑在柱顶。地区计算温度高于-200C，

2、无侵蚀性介质，地震设防烈度为6度。3.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。4.屋架形式、几何尺寸、屋架内力系数（节点荷载P=1.0作用下杆件的内力）如附图所示。屋面坡度i=L/10；L为屋架跨度。5.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。均为手工焊。6.屋面做法及荷载标准值：无檩体系：采用1.5×6.0m预应力混凝土屋板（考虑屋面板起系杆作用）荷　　载：①屋架及支撑自重：按经验公式q=0.12+0.01

3、1L，L为屋架跨度，以m为单位，q为屋架及支撑自重，以KN/m2为单位；②屋面各构造层的荷载标准值：　　　　　三毡四油（上铺绿豆砂）防水层0.4KN/m2　　　　　水泥砂浆找平层0.4KN/m2　　　　　保温层0.5KN/m2预应力混凝土屋面板（包括灌缝）1.40KN/m2③可变荷载：屋面活荷载标准值为0.7KN/m2，雪荷载标准值为Sk=0.35KN/m2，屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，而是取两者的较大值；积灰荷载取0.9KN/m2。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16m，运输

4、高度为3.85m，工地有足够的起重安装条件。屋架的形式和几何尺寸屋架的计算跨度l0是指屋架支座反力之间的距离，当屋架支撑在钢筋混凝土柱网上采用封闭结合时，可取屋架各杆件的几何尺寸如下图所示：屋盖支撑的布置：1.上弦横向水平支撑采用大型屋面板的无檩屋盖，一般只考虑大型屋面板起系杆作用。通长情况下，在屋架上弦应设置横向水平支撑。上弦横向水平支撑布置在房屋两端的第二开间，沿屋架上弦平面在跨度方向全长布置。考虑到上弦横向水平支撑的间距大于60m，应在中间柱间设置横向水平支撑。2.下弦横向水平支撑屋架跨度大于18m，应在上弦横向水平支

5、撑同一开间设置下弦横向水平支撑，且沿屋架下弦在屋架跨度方向全长布置。3.下弦纵向水平支撑本案例中设有2台150/30t（中级工作制）桥式吊车，且未设置托架，因此，可不设下弦纵向水平支撑。4.垂直支撑垂直支撑应设在上、下弦横向水平支撑同一开间内的两榀屋架之间。梯形屋架跨度L=24m时，可仅在跨中和两端各设置一道，共三道。5.系杆屋脊节点以及屋架支座处沿厂房设置通长的刚性系杆，屋架下弦跨中通长设置一道柔性系杆。屋架支撑的布置如下图所示：一、荷载和内力计算1.荷载计算：（1）屋面永久荷载标准值：三毡四油（上铺绿豆砂）防水层0.4K

6、N/m2水泥砂浆找平层0.4KN/m2保温层0.5KN/m2预应力混凝土屋面板（包括灌缝）1.40KN/m2屋架及支撑自重q=0.12+0.011*24=0.384KN/m2(沿水平面分布)小计(0.4+0,4+0.5+1.4）/cos5.71+0.384=3.097=3.1KN/m2(沿水平面分布)注：（2）屋面可变荷载标准值：屋面活荷载标准值0.7KN/m2屋面雪荷载标准值Sk=0.35KN/m2屋面积灰荷载标准值0.9KN/m2本厂房地震设防烈度为六度，因此可不考虑竖向地震作用。2.荷载组合屋架强度和稳定性计算时，应考

7、虑一下3种荷载组合：（1）全跨永久荷载设计值+全跨可变荷载设计值屋架上弦节点荷载（由永久荷载效应控制的组合）屋架上弦节点荷载（由可变荷载效应控制的组合）即（2）全跨永久荷载设计值+半跨可变荷载设计值全跨永久荷载作用下节点荷载设计值半跨可变荷载作用下节点荷载设计值（3）全跨屋架（包括支撑）+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载全跨屋架（包括支撑）作用下的集中荷载设计值：半跨屋面板自重及半跨屋面活荷载作用下节点荷载设计值：由永久荷载控制的组合由可变荷载控制的组合组合（1）、（2）为使用阶段荷载，组合（3）为是施工阶段荷载。屋架挠度验算

8、时，考虑一下荷载组合（4）全跨永久荷载标准值+全跨可变荷载标准值屋架上弦节点荷载标准值（由可变荷载效应控制的组合）1.杆件的内力计算在半跨单元节点力作用下，各杆件内力系数如下图所示：2.杆件的内力组合内力计算杆件杆件内力系数组合（1）F1=53.64kN组合（2）F2=27.9kN，F3=