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 课程设计计算书 设计名称： 钢结构设计 题 目： 24m焊接梯形钢屋架 学生姓名： 陈志健 专业班级： 土木工程（2） 学 号： 2009714220 成 绩： 指导教师： 张国学 周锡武 日 期： 2012 年 6 月 土木工程与建筑系  一、设计资料 某机械厂单层单跨厂房，长度72m，柱距6m，跨度24m。屋架简支于钢筋混凝土柱上，混凝土强度等级C30。柱顶截面尺寸为400mm×400mm。屋面采用6m×1.5m大型屋面板，屋盖（包括屋架和支撑）均布荷载标准值为3kN/ m2。屋面均布活荷载标准值为：0.5 kN/ m2。钢材采用Q235－B，焊条为E43型，手工焊。 二、屋架型式、尺寸、材料选择和支撑布置 由于采用大型屋面板屋面，故选用平坡梯形钢屋架，未考虑起拱时的上弦坡度i=1/10。屋架垮度L=24m，每端支座中线缩进150mm，计算跨度L0=L－2×1500=23700mm；端部高度取H0=2000mm，中部高度H=3200mm（≈L0/7.4）；跨中起拱按f=L/500考虑，取50mm，起拱后的上弦坡度为1/9.6。根据厂房长度、屋架跨度和荷载情况，设置上、下玄横向水平支撑，垂直支撑和系杆，C级（粗制）螺栓和锚栓采用Q235-A·F钢，螺栓M20和锚栓M24。根据建造地区的计算温度和荷载性质，刚材采用。焊条采用型，手工焊。 配合大型屋面板尺寸（6m×1.5m），采用屋架间距B=6m，上弦节间尺寸3.0m。选用屋架的杆件布置和几何尺寸如图-1。 图-1 屋架尺寸 。 支撑布置：由于房屋长度为72m〉60m，所以在房屋两端、中间布置上、下弦横向水平支撑以及两端和中央垂直支撑。中间各屋架用系杆联系，上、下弦各在两端和中央设三道系杆，其中上弦屋脊处与下弦支座处共三道为刚性系杆,见图－2。所有屋架采用同一规格，但因连接孔和连接零件上有区别，图中分为两个编号：GWJ-1，GWJ-2。 图-2 屋架支撑布置 三、荷载和杆件内力计算 （1）屋架荷载 屋面均布活荷载标准值为0.5 kN/m2，屋盖（包括屋架和支撑）均布荷载标准值为3kN/m2；为方便认为屋架和支撑重全部作用于上弦节点。取全部荷载均按水平投影面积计算。 （2）屋架杆件内力系数： 屋架上弦左半跨单位节点荷载作用下的杆件内力系数经计算如图－1。各节点的单位节点荷载按水平节间比例推算： 见表-1所示屋架几何尺寸及轴力系数表。 表－1杆件内力系数 杆件 符号 杆长（m） 轴力系数 杆件 符号 秆长（m） 轴力系数 上弦 ab 2.864 0.000 竖杆 cg 2.600 -1.000 上弦 bc 3.016 -6.757 竖杆 eh 3.200 +0.465 上弦 cd 3.016 -6.757 斜杆 fb 3.660 -5.570 上弦 de 3.016 -7.377 斜杆 bg 3.780 +3.008 下弦 fg 5.850 +4.335 斜杆 gd 4.180 -1.193 下弦 gh 6.000 +7.577 斜杆 dh 4.180 -0.333 竖杆 af 2.015 -0.500 （3）荷载组合 仅考虑全跨作用的永久荷载，可变荷载一种组合情况。 节点荷载设计值： 按可变荷载效应控制的组合： Fd=(1.2×3+1.4×0.5) ×3×6=77.4 kN 其中，永久荷载，荷载分项系数γQ＝1.2；屋面活荷载，荷载分项系数γQ＝1.4； 故节点荷载取为77.4 kN。 杆件组合内力计算详见表-2。 表－2杆件内力组合 杆件 轴力系数 永久荷载和可变荷载 轴力设计值 kN kN 上 弦 杆 ab 0.000 77.4 0 bc -6.757 77.4 -522.99 cd -6.757 77.4 -522.99 de -7.377 77.4 -570.98 下弦杆 fg +4.335 77.4 335.53 gh +7.577 77.4 586.46 竖 杆 af -0.500 77.4 -38.7 cg -1.000 77.4 -77.4 eh +0.465 77.4 35.99 斜 杆 fb -5.570 77.4 -431.12 bg +3.008 77.4 232.82 gd -1.193 77.4 -92.39 dh -0.333 77.4 -25.77 四、杆件截面选择 由表－2知腹杆最大轴力Nmax=-431.12 kN。