钢结构梯形屋架课程设计计算书.doc

PAGE PAGE 7 淮 阴 工 学 院 课程设计计算说明书 课程名称： 钢结构设计原理 设计题目： 某梯形钢屋架设计 专业层次： 土木工程（本科） 班 级： 土木 1081 姓 名： 薛倩倩 学 号： 1081401137 指导老师： 孙文彬 2 0 1 0 年 1 2 月 1、设计资料 1）某厂房跨度为24m，总长90m，柱距6m，屋架下弦标高为 2）屋架铰支于钢筋混凝土柱顶，上柱截面400×400，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大型屋面板（屋面板不考虑作为支撑用）。 4）该车间所属地区辽宁省阜新市。 5）采用梯形钢屋架。 考虑静载：①预应力钢筋混凝土屋面板（包括嵌缝） ②二毡三油防水层 ③20mm厚水泥砂浆找 ④60mm泡沫混凝土保温层 ⑤支撑重量； 考虑活载：①活载 6）地震设防烈度为7 7）钢材选用Q235钢，焊条为E43型。 2、屋架形式和几何尺寸 屋面材料为大型屋面板，故采用无檩体系平破梯形屋架。 屋面坡度 i=1/10； 屋架计算跨度L0＝24000－300＝23 端部高度取H=1990mm，中部高度取H=3190mm（为L0/ 屋架几何尺寸如图1所示： 图1：24 三、支撑布置 由于房屋长度有60米 4、设计屋架荷载 屋面活荷载与雪荷载不会同时出现，从资料可知屋面活荷载大于雪荷载，故取屋面活荷载计算。由于风荷载为0.35kN/m2 小于0.49kN/m2，故不考虑风荷载的影响。沿屋面分布的永久荷载乘以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（=0.12+0.011跨度）计算，跨度单位为m。 标准永久荷载： 二毡三油防水层 1.004x0.35=0.351kN/m2 20mm厚水泥砂浆找平层 1.004x 0.4=0.402kN/m2 60mm厚泡沫混凝土保温层 1.004x 0.06x 6=0.36kN/m2 预应力混凝土大型屋面板（包括灌缝） 1.004x 1.4=1.406kN/m2 屋架和支撑自重为 0.120+0.011x24=0.384kN/m2 _____________________________ 共 2.90kN/m2 标准可变荷载： 屋面活荷载 0.7kN/m2 积灰荷载 0.75kN/m2 雪荷载 0.5kN/m2 _____________________________ 共 1.95kN/m2 考虑以下三种荷载组合 全跨永久荷载+全跨可变荷载 全跨永久荷载+半跨可变荷载 全跨桁架、天窗架和支撑自重+半跨屋面板自重+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=(1.35x 2.90kN/m2+1.4x 0.7x 0.7kN/m2+1.4x 0.9x 0.75kN/m2 )x 1.5mx 6m=49.91kN （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： （按永久荷载效应控制的组合） （按可变荷载效应控制的组合） 对结构有利时： 半跨可变荷载设计值： （3）全跨桁架包括支撑自重+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） 全跨节点桁架自重设计值： 对结构不利时： 对结构有利时： 半跨节点屋面板自重及活荷载设计值： 5、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。 如图： 计算结果列于下表： 杆件名称 内力系数（F=1） 第一种组合F×① 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③ F1×①+F2×② F1×①+F2×③ F3×①+F4×② F3×①+F4×③ 最大压力 最大拉力 上弦 AB 0 0 0 0 0 0 0 0 0 　 BD -8.72 -6.25 -2.47 -3