钢结构课程设计1教学内容.ppt

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1、钢结构课程设计1屋架端高分别为1.6m、1.7m、1.8m、1.9m、2.0m屋面坡度分别为i=1/9、1/10、1/11、1/12车间内设有两台30／5吨中级工作制吊车。采用1.5×6m预应力钢筋混凝土大型屋面板和卷材屋面。梯形屋架支撑在混凝土柱上，上柱截面400×400mm；混凝土标号为C25；计算温度最低－20℃。厂房屋面做法：三毡四油绿豆砂防水层20厚1：3水泥砂浆找平层80厚泡沫混凝土保温层1.5×6m预应力钢筋混凝土大型屋面板设计任务屋面做法设计任务屋面活荷载标准值0.5kN/m2，雪荷载标准值0.5kN/m2，积灰荷载标准值0.5kN/m2。由于屋面坡度小、重型屋

2、面，不考虑风荷载。设计内容屋盖支撑体系布置设计；屋架尺寸的确定，腹杆的布置；荷载及内力计算；杆件截面的设计；节点设计；编写结构设计计算书一份；绘制1号屋架施工图一张。设计进度安排第一天：布置设计任务，借阅相关设计参考资料，熟悉设计任务；第二天：屋架形式、尺寸、材料选择和支撑布置；第三天：荷载和杆件内力计算，荷载组合；第四天：杆件截面选择及验算；第五天：节点设计及计算；第六天：整理设计计算书；第七～九天：绘制屋架施工图；参考文献钢结构设计手册（上册）钢结构设计规范教材工民建专业课程设计指导建筑荷载设计规范（GB50009—2012）关于钢材的选择教材22页、202页例题钢结构设计

3、手册（上册）钢结构设计规范本课程设计选用钢材Q235B屋架尺寸已知屋架的端高h0、坡度i、跨度L，确定屋架的尺寸。端高——屋架端部上下弦轴线之间的距离；中高——屋架端部上下弦轴线之间的距离，跨度分标志跨度L、计算跨度腹杆的布置厂房构件的再认识支撑布置设计（参考教材181页）支撑的作用支撑的布置只需进行支撑布置设计屋架与柱的铰接屋架与柱的刚接荷载计算作用于屋架上的荷载有：永久荷载：屋架(包括文撑)自重；屋面恒荷载(屋面板、屋面上的保温层、防水层、水泥砂浆找平层等屋面做法的重量)；可变荷载：屋面活荷载、雪荷载、积灰荷载。荷载计算荷载计算表荷载名称标准值（kN/m2）设计值（kN/m

4、2）预应力混凝土大型屋面板三毡四油防水层20mm厚找平层80mm厚泡沫混凝土保温层屋架和支撑自重管道荷载永久荷载总和屋面活荷载积灰荷载可变荷载总和恒荷载分项系数一般取1.2，活荷载分项系数一般取1.4。节点荷载汇集简图计算内力系数1/21111/2计算出图示半跨单位荷载作用下的内力，称为各杆件的内力系数。利用内力系数可以求出实际荷载作用下的内力。ABCD11111/21111/21111/21/21/21111/2计算屋架杆件内力时采用如下假定：节点均视为铰接。对实际节点中因杆件端部和节点板焊接而具有的刚度以及引起的次应力，在一般情况下可不考虑。各杆件轴线均在同一平面内且相交于

5、节点中心。屋架杆件的内力均按荷载作用于屋架的上、下弦节点进行计算。对有节间荷载作用的屋架，可先将节间荷载分配在相邻的两个节点上，按只有节点荷载作用的屋架求出各杆件内力，然后再计算直接承受节间荷载杆件的局部弯矩。杆件内力计算杆件内力计算工程采用电算和手算，手算采用图解法较方便直观。电算可以结构力学求解器。求解时注意：应采用单位荷载进行求解，以便后面的进行荷载组合梯形屋架杆件的内力组合第一是全跨菏载：所有屋架都应进行全跨满载时的内力计算。即全跨永久荷载十全跨屋面活荷载或雪荷载(取两者的较大值)十全跨积灰荷载十悬挂吊车荷载。第二是半跨荷载：梯形屋架、人字形屋架、平行弦屋架等的少数斜腹

6、秆(一般为跨中每侧各两根斜腹杆)可能在半跨荷载作用下产生最大内力或引起内力变号。所以对这些屋架还应根据使用时的荷载分布情况考虑半跨荷载的作用，按下列半跨荷载组合计算；全跨永久荷载十半跨屋面活荷载或半跨雪荷载(取两者的较大值)十半跨积灰荷载十悬挂吊车荷载。采用大型混凝土屋面板的屋架，尚应考虑安装时可能的半跨荷载：屋架及天窗架(包括支撑)自重十半跨屋面板重十半跨屋面活荷载。屋架杆件内力组合表杆件名称内力系数（F=1）第一种组合F×①第二种组合第二种组合杆件计算内力（kN）全跨左半跨右半跨F1×①+F2×②F1×①+F2×③F3×①+F4×②F3×①+F4×③①②③上弦杆下弦杆斜腹杆

7、竖杆桁架杆件的内力组合桁架的不同荷载情况，即恒荷载和各种活荷载的不同组合情况，将对各杆件引起不同的内力。设计时应考虑各种可能的荷载组合，并对每根杆件分别比较考虑哪一种荷载组合引起的内力最为不利，取其一组或几组作为该杆的设计内力。对于桁架的轴心受力杆件，最不利内力是指：(1)拉杆的最大轴心拉力；(2)压杆的最大轴心压力；(3)受压为主可能受拉杆件的最大轴心压力，(4)受拉为主可能受压杆件：最大轴心拉力和最大轴心压力两组内力并列；受压杆件的长细比限制较严、且需进行杆件的整体稳定计算，故最大压力虽