跨度21米梯形钢屋架设计_课程设计计算书精选.docxVIP

梯形钢屋架课程设计一、设计资料(1)、某工业厂房，建筑地点在太原市，屋盖拟采用钢结构有檩体系，屋面板采用100mm厚彩钢复合板（外侧基板厚度0.5mm，内侧基板厚度0.4mm，夹芯材料选用玻璃丝棉，屋面板自重标准值按0.20 kN/m2计算），檩条采用冷弯薄壁C型钢。屋架跨度21m,屋面排水坡度i=1:10，有组织排水。屋架支承在钢筋混凝土柱（C30）上，柱顶标高9.0m，柱距6m，柱截面尺寸为400×400mm。厂房纵向长度60m。基本风压0.40KN/m2,基本雪压0.35KN/m2。不考虑积灰荷载。注：屋架、檩条、拉条及支撑自重标准值可按下列数值考虑： 0.30kN/m2 （6.0m）（2）、屋架计算跨度： L0=21-2×0.15=20.7m（3）跨中及端部高度：屋盖拟采用钢结构有檩体系，屋面排水坡度i=1:10，取屋架在21m轴线处的端部高度h0’=1.99m, 屋架的中间高度h=3.025m，则屋架在20.7m，两端的高度为ho=2.004m。二、结构形式与布置屋架形式及几何尺寸如图2-1所示根据厂房长度（60m），跨度及荷载情况，设置两道上下横向水平支撑。因为柱网采用封闭形式，厂房横向水平支撑设在两端第二柱间，图2-1梯形屋架形式和几何尺寸在第一柱间的上弦平面设置了刚性系杆，以保证安装时的稳定。在第一柱间的下弦平面也设置了刚性系杆，以传递山墙风荷载。梯形钢屋架支撑布置如图2-2.桁架上弦支撑布置图桁架下弦支撑布置图垂直支撑布置1-1垂直支撑布置2-2SC—上弦支撑 XC—下弦支撑 CC—垂直支撑 GG—刚性系杆 LG—柔性系杆图2-1梯形屋架支撑布置图三、荷载计算荷载：屋架的受荷水平投影面积为：，故按《建筑结构荷载规范》取屋面活荷载（按不上人屋面）标准值为0.5kN/m2，雪荷载为0.35kN/m2，取屋面活荷载与雪荷载中较大值0.5kN/m2。L为屋架跨度，以m为单位。积灰荷载不考虑1、荷载标准值。1永久荷载标准值屋面板 0.2 KN/m2屋架及支撑 0.32可变荷载标准值基本雪压?0.35KN/m2基本风压?0.4KN/m2（屋面倾角30。故不考虑）活荷载?0.50KN/m2因为活荷载较基本雪压大，故采用活荷载作为设计使用。2、设计屋架时应考虑以下三种组合1 全跨永久荷载作用下P1=(0.2+0.3)×6×1.5=4.5KN2 全跨可变荷载作用下P2=0.5×6×1.5=4.5KN3 当基本组合由永久荷载控制时上弦节点设计值Sq=1.35×4.5+1.4×0.7×4.5=10.5KN当基本荷载由可变荷载控制时上弦节点设计值Sp=1.2×4.5+1.4×0.5×6×1.5=11.7KN可知由可变荷载控制取F=11.7KN3、 节点荷载计算，考虑以下三种荷载组合1.全跨永久荷载+全跨可变荷载2.全跨永久荷载+半跨可变荷载3.屋架和支撑自重+半跨屋面板重+半跨施工荷载（取等于屋面使用荷载）设?F1——由永久荷载换算的节点集中荷载F2——由可变荷载换算的节点集中荷载F3——由部分永久荷载（屋架及支撑）换算的节点集中荷载F4——由部分永久荷载（屋面板重）及可变荷载（屋面活荷载）换算的节点集中荷载则F1=1.2×4.5=5.4KNF2=1.4×1×0.5×6×1.5=6.3KNF3=1.2×0.3×6×1.5=3.24KNF4=（1.2×0.2+0.5）×6×1.5=8.4KNF=F1+F2=9.7KN四、 内力组合计算（1）、屋架在上述3种荷载组合作用下的计算简图如下图3-1所示： 图3-1 荷载组合作用下的计算简图由以下图3-2得F=1时屋架各杆件的内力系数（F=1作用于全跨、左半跨和右半跨）21米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值 21米跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值图3-2 屋架各杆件的内力系数 （2）、由屋架各杆件的内力系数求出各种组合荷载情况下的内力，计算结果见下表：（F=28.254 KN F1=22.239 KN F2=6.3 KN F3=4.257 KN F4==8.73 KN）杆件名称内力系数第一种组合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）F×(1)F1×(1)+F2×(2)F1×(1)+F2×(3)F3×(1)+F4×(2)F3×(1)+F4×(3)上弦AB000000000BC，CD-7.472-5.31-2.162-72.4784-73.8018-53.9694-70.56558-43.08354-72.4784DE，EF-11.262-7.339-3.923-109.2414-107.0505-85.5297-100.5584-70.73667-109.241FG，GH-12.18-6.861-5.319-118.146-10