钢结构课程设计计算书.docVIP

钢结构设计 PAGE PAGE 10 九江学院 一 由设计任务书可知： 厂房总长为120m，柱距6m，跨度为24m，屋架端部高度为2m，车间内设有两台中级工作制吊车，该地区冬季最低温度为-22℃。暂不考虑地震设防。 屋面采用1.5m×6.0m预应力大型屋面板，屋面坡度为i=1:10。卷材防水层面（上铺120mm泡沫混凝土保温层和三毡四油防水层）。屋面活荷载标准值为0.7KN/㎡，雪荷载标准值为0.4KN/㎡，积灰荷载标准值为0.5KN/㎡。 屋架采用梯形钢屋架，钢屋架简支于钢筋混凝土柱上，混凝土强度等级C20. 二 选材： 根据该地区温度及荷载性质，钢材采用Q235-C。其设计强度为215KN/㎡,焊条采用E43型，手工焊接，构件采用钢板及热轧钢筋，构件与支撑的连接用M20普通螺栓。 屋架的计算跨度L。=24000-2×150=23700，端部高度：h=2000mm(轴线处)，h=2150(计算跨度处)。 三 结构形式与布置： 屋架形式及几何尺寸见图1所示： 图1 屋架支撑布置见图2所示： 图2 四 荷载与内力计算： 1．荷载计算： 活荷载于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） 0.35KN/㎡ 找平层（20mm厚水泥砂浆） 0.02×20=0.40 KN/㎡ 保温层（40mm厚泡沫混凝土 0.25 KN/㎡ 预应力混凝土大型屋面板 1.4 KN/㎡ 钢屋架和支撑自重 0.12+0.011×24=0.384 KN/㎡ 总计：2.784 KN/㎡ 可变荷载标准值： 雪荷载＜屋面活荷载（取两者较大值） 0.7KN/㎡ 积灰荷载 0.5KN/㎡ 风载为吸力，起卸载作用，一般不予考虑。 总计：1.2 KN/㎡ 永久荷载设计值 1.2×2.784 KN/㎡=3.3408KN/㎡ 可变荷载设计值 1.4×1.2KN/㎡=1.68KN/㎡ 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 屋架上弦荷载P=(3.3408KN/㎡+1.68KN/㎡) ×1.5×6=45.1872KN 组合二 全跨永久荷载+半跨可变荷载 屋架上弦荷载P1=3.3408KN/㎡×1.5×6=30.07KN P2=1.68KN/㎡×1.5×6=15.12KN 组合三 全跨屋架及支撑自重+半跨大型屋面板自重+半跨屋面活荷载 屋架上弦荷载 P3=0.384KN/㎡×1.2×1.5×6=4.15KN P4=(1.4×1.2+0.7×1.4)×1.5×6=23.94KN 3,内力计算： 首先求出杆件内力系数，即单位荷载作用下的杆件内力，荷载布置如图3所示。 计算内力系数的全跨荷载 计算内力系数的半跨荷载 图3 经计算得表一，表一列出了各个杆件的内力系数和杆件内力值，由表中的三种组合可见：组 合一，对杆件计算起主要控制作用；组合三可能引起中间几根斜腹杆发生内力变号，在施工 过程中，在屋架两侧对称均匀铺设面板则可避免内力变号。 表一 　 杆件 全跨1 左半跨2 P*1 P1*1+ P2*2 P3*1+ P4*2 计算内力（KN） 名称 上弦 ABC -0.669 -0.671 -30.2302 -30.2773 -18.8293 -30.27 CDEF -14.905 -9.588 -673.5152 -593.1639 -291.3925 -673.51 GHI -16.582 -7.832 -749.2942 -617.0406 -256.3134 -749.29 下弦 ab 9.104 6.19 411.3843 367.35 185.97 411.38 bc 16.269 9.093 735.1506 626.695 285.2028 735.15 腹杆 Aa -1.023 -1.024