钢屋架厂房27m钢结构计算书.doc

PAGE \* MERGEFORMAT 2 钢屋架设计计算书 一、设计资料 某车间跨度为24（27、30）m，厂房总长度90m，柱距6m，车间内设有两台300/50kN中级工作制吊车（参见平面图、剖面图），工作温度高于-20℃，无侵蚀性介质，地震设防烈度为6度，屋架下弦标高为12.5m；采用1.5×6 m预应力钢筋混凝土大型屋面板，Ⅱ级防水，卷材屋面，屋架采用梯形钢桁架，两端铰支在钢筋混凝土柱上，混凝土柱上柱截面尺寸为400×400mm 永久荷载： 改性沥青防水层 0.35kN/m2 20厚1:2.5水泥砂浆找平层 0.4kN/m2 100厚泡沫混凝土保温层 0.6kN/m2 预应力混凝土大型屋面板（包括灌缝） 1.4kN/m2 屋架和支撑自重为 （0.120+0.011L）kN/m2 可变荷载 基本风压： 0.35kN/m2 基本雪压：（不与活荷载同时考虑） 0.45kN/m2 积灰荷载 0.75kN/m2 不上人屋面活荷载 0.7kN/m2 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和油毡防水屋面，故选用平坡梯形钢屋架，未考虑起拱时的上弦坡度i=1/10。屋架坡度l=27m，每端支座中线缩进0.15m 计算跨度l0=l－2×0.15m=26.7m 端部高度取H0=1.95m，中部高度H= 起拱按f=l0/500，取60mm 配合大型屋面板尺寸（1.5×6m），采用屋架间距B=6m，上弦节间尺寸1.5m。选用屋架的杆件布置和几何尺寸如图-1。 图-1 屋架尺寸 三、荷载和杆件内力计算 （1）屋架荷载 屋面活动荷载按雪荷载（0.40kN/m2×1.4）和活荷载（0.50kN/m2×1.4）的较大值，取0.50kN/m2×1.4。屋架和支撑重按（0.12+0.011L）×1.2=0.384kN/m2×1.2 屋面做法和屋面板荷载按屋面倾斜面积计算，但因屋面坡度娇小（起拱后tgα=1/9.6，secα=1.0054），故近似取全部荷载均按水平投影面积计算。屋架全部荷载的设计值为： 改性沥青防水层 1.005×0.35=0.352kN/m2 20厚1:2.5水泥砂浆找平层 1.005×0.4=0.402kN/m2 100厚泡沫混凝土保温层 1.005×0.6=0.603kN/m2 预应力混凝土大型屋面板（包括灌缝） 1.005×1.4=1.407kN/m2 屋架和支撑自重: （0.120+0.011L）=0.417kN/m2 =3.181kN/m2 可变荷载 基本风压： 0.35kN/m2 基本雪压：（不与活荷载同时考虑） 0.45kN/m2 积灰荷载 0.75kN/m2 不上人屋面活荷载 0.7kN/m2 图—二 屋架支撑布置 由于k=kR+kL，所以可仅建立半跨的计算模型，先计算半跨内力系数，然后利用半跨与全跨的关系求出全跨内力系数，屋架上弦左半跨单位节点荷载、右半跨单位节点荷载、全跨单位节点荷载作用下的屋架左半跨赶件的内力系数kL、kR、k= kL + kR按图，并已归入表中。 （3）杆件内力组合 组合1——全部恒、活荷载： 全部恒、活荷载： F=3.181×1.35×1.5×6+1.4×（0.35+0.75+0.7）=61.33kN， 组合2——全跨恒荷载、半跨活荷载 恒荷载：F=3.181×1.35×1.5×6=38.65 kN（永久荷载控制） F=3.181×1.2×1.5×6=34.35 kN（可变荷载控制） 活荷载：F=1.4×（0.7+0.75+0.35）×1.5×6=22.68 kN 组合3——全跨屋架和支撑重、半跨屋面板重和活荷载： 屋架和支撑重：F=1.2×0.417×1.5×6=4.5kN 屋面板重和活荷载：F=[1.2×1.407+1.4（0.7+0.35）]×1.5×6=28.43kN 内力计算详见表-1 四、杆件截面选择 1、上弦杆 （1）确定内力及已知条件 整个上弦采用等截面，按29杆件的最大设计内力设计，即， Q235钢f=215N/mm2；压杆[λ]=150；； （2）上弦杆计算长度： 屋架平面内（取节间轴线长度）： 屋架平面外（取支撑节点间距离）： （3）截面选择 选用两个不等肢角钢，短肢相并（如图所示）,整体稳定系数Ф按b类 由于腹杆最大内力，查表，中间节点板厚度选用12mm，制作节点板厚度选用1 设，查Q