某一水泥厂材料单层单跨工业长房钢筋结构原理课程设计计算书.docVIP

－、设计资料 某一水泥厂材料库单层单跨工业长房。厂房总长度为90m，柱距6m，跨度为27m。车间内设有两台200/50kN中级工作制吊车，轨顶标高为8.5m。 屋面采用1.5m×6.0m预应力大型屋面板，屋面坡度为i=1:15。上铺三毡四油防水层（荷载标准值0.4kN/m2），20mm厚找平层（荷载标准值0.02×20kN/m2），80mm厚泡沫混凝土保温层（荷载标准值0.08×6kN/m2）。屋面活荷载标准值为0.5kN/㎡，雪荷载标准值为0.5kN/㎡，积灰荷载标准值为0.5kN/㎡。 屋架采用梯形钢屋架，其两端铰支于钢劲混凝土柱上。柱头截面为400mm×400mm，所用混凝土强度等级为C30。 根据该地区的温度及荷载性质，钢材采用Q235，其设计强度f=215kN/㎡,焊条采用E43型，手工焊接。构件采用钢板及热轧钢劲，构件与支撑的连接用M20普通螺栓。 屋架的计算跨度：Lo=27000－2×150=26700mm，端部高度：h=2000mm（轴线处），h=2015mm（计算跨度处）。 二、结构形式与布置 屋架形式及几何尺寸见图1所示。 图1 屋架形式及几何尺寸 屋架支撑布置见图2所示。 图2 屋架支撑布置图 三、荷载与内力计算 1.荷载计算 活荷载与雪荷载不会同时出现，故取两者较大的活荷载计算。 永久荷载标准值 防水层（三毡四油上铺小石子） 0.40kN/㎡ 找平层（20mm厚水泥砂浆） 0.02×20=0.40kN/㎡ 保温层（80mm厚泡沫混凝土） 0.08*6=0.48kN/㎡ 预应力混凝土大型屋面板 1.40kN/㎡ 钢屋架和支撑自重 0.12+0.011×21=0.351kN/㎡ 管道设备自重 0.10 kN/㎡ 总计 3.13kN/㎡ 可变荷载标准值 或雪荷载 0.6kN/㎡ 积灰荷载 0.50kN/㎡ 总计 1.10kN/㎡ 永久荷载设计值 1.2×3.13=3.76 kN/㎡（由可变荷载控制） 可变荷载设计值 1.4×1.10=1.54kN/㎡ 2.荷载组合 设计屋架时，应考虑以下三种组合： 组合一 全跨永久荷载+全跨可变荷载 屋架上弦节点荷载 P=(3.76+1.54) ×1.5×6=47.7kN 组合二 全跨永久荷载+半跨可变荷载 屋架上弦节点荷载 =3.76×1.5×6=33.84 kN =1.54×1.5×6=13.86 kN 组合三 全跨屋架及支撑自重+半跨大型屋面板重+半跨屋面活荷载 屋架上弦节点荷载 =0.351×1.2×1.5×6=3.79kN =(1.4×1.2+0.6×1.4) ×1.5×6=22.68kN 3.内力计算 本设计采用程序计算杆件在单位节点力作用下各杆件的内力系数，见表1。 由表内三种组合可见：组合一，对杆件计算主要起控制作用；组合三，可能引起中间几根斜腹杆发生内力变号。如果施工过程中，在屋架两侧对称均匀铺设面板，则可避免内力变号而不用组合三。 表1 杆件内力计算表 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 全跨① 左半跨② 右半跨③ P*① P1*①+P2*② P1*①+P2*③ P3*①+P4*② P3*①+P4*③ 最大拉力 最大压力 上弦 AB 0 0 0 0 0 0 0 0 0 BC -10.93 -7.86 -3.07 -521.4 -478.8 -412.4 -219.7 -111.1 -521.4 CD -10.93 -7.86 -3.07 -521.4 -478.8 -412.4 -219.7 -111.1 -521.4 DE -17