课程设计梯形钢架设计计算书.docVIP

梯形钢屋架 计 算 书 学生姓名 XXX 班级名称 专业名称 土木工程 指导教师 XXX 目录 1 设计资料 1 1.1 基本资料 1 1.2 荷载标准值 1 2 结构形式与布置 1 2.1屋架形式 1 2.2屋架尺寸的确定 1 2.3钢材和焊条的选用 3 2.4屋盖支撑布置 3 3 荷载计算 3 3.1恒活荷载计算 3 3.2 荷载组合 4 4 内力计算 4 5 杆件截面设计 5 5.1上弦杆截面计算 5 5.2下弦杆截面计算 6 5.3斜杆截面计算 7 5.3.1 斜杆aB 7 5.3.2 斜杆Bc 7 5.3.3 斜杆cD 8 5.3.4斜杆De 8 5.3.5斜杆eF 8 5.3.6斜杆Fg 9 5.4竖杆截面计算 9 5.4.1竖杆Aa 10 5.4.2竖杆Cc 10 5.4.3竖杆Ee 10 5.4.4 竖杆Gg 11 6 节点设计 12 6.1下弦c节点 12 6.2上弦B节点 14 6.3屋脊G节点 15 6.4支座a节点 16 1 设计资料 1.1 基本资料 ①某厂房总长度90m，跨度L＝m，屋盖体系为无檩体系，纵向柱距6m。 结构形式:钢筋混凝土柱，梯形钢屋架。柱的混凝土强度等级为C25，屋面坡度i=L/10；L为屋架跨度。地区计算温度高于-200C，无侵蚀性介质，不考虑地震设防，屋架下弦标高为18m；屋盖结构无檩体系：采用1.5×6.0m预应力混凝土屋板（考虑屋面板起系杆作用）屋面活荷载：施工活荷载标准值为0.8kN/m2，雪荷载的基本雪压标准值为S0=0.5kN/m2，施工活荷载与雪荷载不同时考虑，而是取两者的较大值；积灰荷载 kN/m2 1.2 荷载标准值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 kN/m2(按选题 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屋面材料为大型屋面板，i=L/10 ，L为屋架跨度屋架计算跨度。屋架跨中起拱。 为了使屋架节点受荷,配合屋面板1.5m宽，腹杆体系大部分采用下弦节间水平尺寸为3.0m的人字形式，上弦节间水平尺寸为 1.5m，屋架几何尺寸及内力值如图所示。 图1 18m跨屋架几何尺寸 图2 18m跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值 图3 18m跨屋架半跨单位荷载作用下各杆件的内力值 Q235沸腾钢，要求保证屈服强度 fy、抗拉强度 fu、伸长率δ和冷弯实验四项机械性能及硫（S）、磷（P）、碳（C）三项化学成分的合格含量。焊条采用 E43型，手工焊。 2.4屋盖支撑布置 根据厂房长度、跨度及荷载情况，设置三道上、下弦横向水平支撑。因柱网采用封闭结合，厂房两端的横向水平支撑设在第一柱间，该水平支撑的规格与中间柱间支撑的规格有所不同。在所有柱间的上弦平面设置了刚性与柔性系杆，以保证安装时上弦杆的稳定，在各柱间下弦平面的跨中及端部设置了柔性系杆，以传递山墙风荷载。在设置横向水平支撑的柱间，于屋架跨中和两端各设一道垂直支撑。 3 荷载计算 3.1恒活荷载计算 屋面活荷载与雪荷载不会同时出现，计算时，取较大的荷载标准值进行计算。故取屋面活荷载0.8kN/进行计算。屋架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）按经验公式计算，跨度L单位为m,荷载计算结果见表1。 表 1 荷载计算表 荷载名称 标准值（kN/） 设计值（kN/） 预应力混凝土大型屋面板 1.45 1.45×1.2＝1.74 三毡四油上铺绿豆砂 ②全跨永久荷载 + 半跨可变荷载 全跨节点永久荷载： 半跨节点可变荷载： ③全跨屋架（包括支撑）自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载: 全跨节点屋架自重： 半跨节点屋面板自重及活荷载： ①、②为使用节点荷载情况，③为施工阶段荷载情况。 4 内力计算 由图解法或数解法解得F＝1的屋架各杆件的内力系数（F＝1作用于全跨、左半跨和右半跨）。然后求出各种荷载情况下的内力进行组合，计算结果见表2。 表2 屋架杆件内力组合表 杆件名称 内力系数（F=1） 内力组合值 计算杆内力(kN) 全跨① 左半跨② 右半跨③ 第一种组合F×① 第二种组合 第三种组合