参考钢结构课程的设计计算书.docVIP

设计资料： 某地一机械加工车间，长96m，跨度27m，柱距6m，车间内设有两台40/10T中级工作制桥式吊车，轨顶标高18.5m，柱顶标高27m，地震设计烈度7度。 1.5×6m预应力钢筋混凝土大型屋面板，上铺100mm厚泡沫混凝土保温层，三毡四油（上铺绿豆砂）防水层，找平层2cm厚，卷材屋面，屋面坡度i=1/10，屋架简支于钢筋混凝土柱上，混凝土强度等级C20，上柱截面400×400mm。钢材选用Q235B，焊条采用E43型。 (3)荷载： 永久荷载： 防水层 0.4kN/m2 找平层 0.30kN/m2 100厚泡沫混凝土保温层 kN/m3 预应力混凝土大型屋面板 1.4kN/m2 屋架和支撑自重为 kN/m2 可变荷载 基本风压： 0. kN/m2 基本雪压：（不与活荷载同时考虑） 0.5kN/m2 积灰荷载 0.5kN/m2 屋面活荷载 0.80kN/m2 （4）桁架计算跨度： 跨中及端部高度： 桁架的中间高度： 在26.7m的两端高度： 在27m轴线处端部高度： 桁架跨中起拱50mm（） 结构形式与布置： 采用梯形钢屋架，封闭结合。拟采用下承式屋架。屋架的桁架形式及几何尺寸如图1所示。 附1 屋架及支撑布置图 上弦水平支撑布置图 下弦支撑布置图 荷载计算： 屋面活载与雪载不会同时出现，从资料可知屋面活载大于雪荷载故取屋面活载计算。 标准永久荷载： 防水层 0.4kN/m2 找平层 0.30kN/m2 100厚泡沫混凝土保温层 kN/m3 预应力混凝土大型屋面板 1.4kN/m2 屋架和支撑自重为 kN/m2 合计 3.517KN/㎡ 合计节点标准恒荷载G1=6X1.5X3.517=31.653KN 屋架及支撑节点标准恒荷载G2=6X1.5X0.417=3.753KN 屋面板节点标准恒荷载G3=6X1.5X1.4=12.6KN 标准活荷载 积灰荷载 0.55kN/m2 屋面活荷载 0.95(0.80)kN/m2 基本风压： 0.45(0.60)kN/m2 风荷载：W左=1.05X（-0.60）X 1 X 0.5=-0.315KN/㎡ W右=1.05X（-0.50）X 1 X 0.5=-0.2625KN/㎡ 由于屋面水平倾角小于30°，故不考虑风载 活荷载（不含风荷载）的节点标准值Q1=6X1.5X（0.55+0.80）=13.5(12.15)KN 设计桁架时，应考虑以下三种荷载组合： （1）全跨永久荷载+全跨可变荷载（按永久荷载为主控制的组合） 全跨节点荷载设计值： F1=1.35XG1(31.653)+1.4XQ1(12.15)=50.69(59.742)KN （2）全跨永久荷载+右半跨可变荷载 全跨节点永久荷载： F2.1= G1(31.653)X1.35=42.732KN 半跨节点可变荷载： F2.2= 1.4XQ1(12.15)=17.01KN/㎡ （3）全跨屋架自重（含支撑）+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载 全跨节点屋架自重： F3.1=G2(3.753)X1.35=5.07KN/㎡ 半跨屋面板自重： F3.2=G3(12.6)X1.35=17.01KN/㎡ 半跨活荷载： F3.3=Q1(12.15)X1.4=17.01KN/㎡ （1），（2）为使用阶段荷载情况，（3）为施工阶段荷载情况。计算详图见图3： 内力计算 由电算先解得F=1的桁架各杆的内力系数（F=1作用于全跨，左半垮和右半跨）。然后求出各种荷载情况下的内力进行组合，计算结果见附表1. 五、杆件设计 1、上弦杆【2L200x125x12 (短肢相并)】 （1）确定内力及已知条件： 整个上弦采用等截面，按HI、GH杆件的最大设计内力设计，即N=1021.158KN(1131.453)，Q235钢f=215N/mm2；压杆[λ]=150；Lox=1508,Loy=4524,假定λ=70，查表得y=0.751，故： A=N/f=1021158(1131453)/(0.751X215)=6324.330(7007.419)㎜2, Ix=Lox/λ=1508/70=21.54mm Iy=Loy/λ=4524/70=64.63mm （3）截面选择 选用两个不等肢角钢，短肢相并（如右图所示）, 由于腹杆最大内力(577.10772)，中间节点板厚度选用12mm，支座节点板厚度选用14mm； 根据需要（A、、）查角钢规格表（附录8），选用┐┏200×125×12，肢背间距，