某梯形钢屋架设计.docVIP

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 10X 姓 名： 学 号： 指导老师： 孙文彬、胡志军 2 0 0 7年 1 2 月 开 始 设 计 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18m。 2）屋架铰支于钢筋混凝土柱顶，上45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）该车间所属地区为北京市 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）、②二毡三油加绿豆沙、③找平层2cm厚、④ 支撑重量 考虑活载：活载（雪荷载）积灰荷载 6）钢材选用Q345钢，焊条为E50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=（3040－1990）/10500=1/10； 屋架计算跨度L0＝24000－300＝23700mm； 端部高度取H=1990mm，中部高度取H=3190mm（约1/7。4）。屋架几何尺寸如图1所示： 图1：24米跨屋架几何尺寸 3、支撑布置 由于房屋长度有90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直支撑。其他屋架则在垂直支撑处分别于上、下弦设置三道系杆，其中屋脊和两支座处为刚性系杆，其余三道为柔性系杆。（如图2所示） 4、屋架节点荷载 屋面坡度较小，故对所有荷载均按水平投影面计算： 荷载计算表 荷载名称 标准值(KN/m^2) 预应力钢筋混泥土屋面板 1.4 二毡三油加绿豆沙 0.4 找平层２cm厚 0.4 屋架及支撑重量 0.12+0.011×24=0.384 永久荷载总和 2.58 屋面活载（大于雪荷载） 0.7 可变荷载总和 0.7 计算屋架时考虑下列三种荷载组合情况 1) 满载（全跨静荷载加全跨活荷载） 节点荷载 由可变荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γG＝1.2，屋面活荷载γQ1＝1.4，屋面集灰荷载γQ2＝1.4，ψ2＝0.9，则节点荷载设计值为 F＝（1.2×2.584+1.4×0.70+1.4×0.9×0.80）×1.5×6＝45.7992kN 由永久荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γG＝1.35，屋面活荷载γQ1＝1.4、 ψ1＝0.7，屋面集灰荷载γQ2＝1.4，ψ2＝0.9，则节点荷载设计值为 F＝（1.35×2.584+1.4×0.7×0.70+1.4×0.9×0.80）×1.5×60＝46.593 kN 2) 全跨静荷载和（左）半跨活荷 由可变荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γG＝1.2，屋面活荷载γQ1＝1.4，屋面集灰荷载γQ2＝1.4，ψ2＝0.9 全垮节点永久荷载 F1=（1.2×2.584）×1.5×6＝27.9072kN 半垮节点可变荷载 F2＝（1.4×0.70+1.4×0.9×0.80）×1.5×6＝17.892kN 由永久荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γG＝1.35，屋面活荷载γQ1＝1.4、 ψ1＝0.7，屋面集灰荷载γQ2＝1.4，ψ2＝0.9 全垮节点永久荷载 F1=（1.35×2.55）×1.5×6＝31.347 kN 半垮节点可变荷载 F2＝（1.4×0.7×0.70+1.4×0.9×0.80）×1.5×6＝31.347kN 故应取P＝46.23kN 3) 全跨屋架和支撑自重、（左）半跨屋面板荷载、（左）半跨活荷载+集灰荷载 由可变荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γG＝1.2，屋面活荷载γQ1＝1.4，屋面集灰荷载γQ2＝1.4，ψ2＝0.9 全跨屋架和支撑自重 F3=1.2×0.384×1.5×6＝4.4172Kn 半跨屋面板自重及半跨活荷载 F4＝（1.2×1.4+0.7×1.4）×1.5×6＝23.94kN 由永久荷载效应控制的组合计算：取永久荷载γG＝1.35，屋面活荷载γQ1＝1.4、 ψ1＝0.7，屋面集灰荷载γQ2＝1.4，ψ2＝0.9 全跨屋架和支撑自重 F3＝1.35×0.384×1.5×6＝4.617kN 半跨屋面板自重及半跨活荷载 F4＝（1.35×1.4+1.4×0.7×0.7）×1.5×6＝23.184kN 5﹑屋架杆件内力计算 见附表1 6﹑选择杆件截面 按腹杆最大内力N=-413.28KN,查表7.6，选中间节点板厚度为8mm，支座节点板厚度10mm。 上弦杆 整个上弦杆采用等截面，按最大内力N=-711.01KN计算 在屋架平面内