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钢结构课程设计——某厂房钢屋架设计计算书学生姓名:专业班级：学号：指导教师:2015年12月某厂房钢屋架设计一、设计资料某厂房总长度为90m，柱距6m，跨度为24m。钢筋混凝土柱，屋架采用梯形钢屋架，其两端铰支于钢筋混凝土柱上；柱头截面为400mm×400mm，所用混凝土强度等级为C30，=14.3N/mm2，地区计算温度高于-20℃。无侵蚀介质，地震设防8级，屋架下弦标高为18m。钢材选用Q235-B，焊条选用E43型，手工焊。二、确定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，屋面采用1.5m×6.0m预应力混凝土屋面板，屋面坡度为i=1/10,屋架计算跨度，端部高度，中部高度,屋架几何尺寸左半部如下图所示图1 半跨屋架几何尺寸图三、支撑布置根据车间长度90m、屋架跨度L=24m以及荷载情况，布置三道上、下弦横向水平支撑，垂直支撑和系杆，屋脊节点及屋架支座处沿厂房通长布置刚性系杆，屋架下弦沿跨中通长设一道柔性系杆。支座处屋架编号为GW-3,凡与支撑连接的屋架编号为GWJ-2，其余编号均为GWJ-1。四、荷载及内力计算1.屋架节点荷载屋面坡度不大，故所有荷载按水平投影面积计算（因为重屋盖可不考虑风荷载）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+0.011L，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；q=0.12+0.011×24=0.384 kN/m2②屋面活荷载：施工活荷载标准值为0.7kN/m2，雪荷载的基本雪压标准值为S0=0.35kN/m2，施工活荷载与雪荷载不同时考虑，而是取两者的较大值0.7KN/m，积灰荷载为1.2kN/m2；③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 0.7kN/m2　　　　　一毡二油隔气层 0.05kN/m2　　　　　水泥砂浆找平层 0.3kN/m2　　　　　预应力混凝土屋面板 1.45kN/m2 q=0.4+0.4+0.7+0.05+0.3+1.45=3.3kN/m2永久荷载总和： q=3.3+0.384=3.684kN/m2P恒=3.684×1.508×6=33.33kNP活=0.7×1.508×6=6.33 kNP灰=1.3×1.508×6=11.76 kN2.屋架杆件内力采用图解法分别计算屋架在全跨单位集中荷载和左半跨单位集中荷载作用下的杆件内力系数如图2，图3所示。图2 全跨荷载下屋架杆件内力系数图图3 左半跨荷载下屋架杆件内力系数图屋架杆件内力计算时，应考虑如下3种荷载组合。a、使用阶段“全跨永久荷载+全跨屋面均布可变荷载（活荷载+积灰荷载）” b、使用阶段“全跨永久荷载+半跨屋面均布可变荷载（活荷载+积灰荷载）” c、施工阶段“屋架及支撑自重+半跨屋面板自重+半跨屋面可变荷载”本设计要求施工时屋面板对称安装，故计算时不考虑第三种荷载及内力组合。另外，在多数情况下，用第一种荷载组合计算的屋架杆件内力为最不利内力。但在第二种荷载组合下，屋架跨中附近的斜腹杆可能由拉杆变为压杆或内力增大，故对于跨中某些斜腹杆如Fg杆按第二种荷载组合进行计算，其他所有杆件均按第一种组合进行计算。利用杆件内力系数和荷载效应组合计算各杆件内力如表1所示。表中组合1按课本式（0-2）由可变荷载组合计算，取永久组合=1.2，屋面活荷载=1.4，屋面的积灰荷载=1.4.=0.9；组合2由永久荷载效应控制的组合计算，取永久荷载=1.35，屋面活荷载=1.4 ，，屋面积灰荷载=1.4,=0.9。表1 杆件内力计算表杆件名称杆力系数使用阶段荷载标准值作用下杆件内力计算（kN）杆件内力组合计算杆件设计值（kN）组合项P=1P恒×③P活×①P活×②?P灰×①P灰×②组合1组合2在左半跨在右半跨全跨全跨恒载在左半跨在右半跨在左半跨在右半跨1.2×④+1.4×（⑤+⑥）+0.9×1.4×（⑦+⑧）1.35×④+1.4×0.7×（⑤+⑥）+0.9×1.4×（⑦+⑧）①②③④⑤⑥⑦⑧上弦AB000000000002BD-6.25-2.47-8.72-290.23-39.54-15.64-73.5-29.05-555.26-575.66-575.662DF-9.04-4.49-13.53-450.95-57.22.28.42