1、 1 课程设计计算说明书 课程名称：课程名称： 钢结构设计原理钢结构设计原理 设计题目：设计题目： 某梯形钢屋架设计某梯形钢屋架设计 专业层次：专业层次： 土木工程（本科）土木工程（本科） 2 0 1 0 年年 1 2 月月 2 1、设计资料 1）某厂房跨度为 24m，总长 90m，柱距 6m，屋架下弦标高为 18m。 2） 屋架铰支于钢筋混凝土柱顶， 上柱截面 400 400， 混凝土强度等级为 C30。 3） 屋面采用 1.5 6m的预应力钢筋混凝土大型屋面板 （屋面板不考虑作为支 撑用） 。 4）该车间所属地区辽宁省阜新市。 5）采用梯形钢屋架。 考虑静载：预应力钢筋混凝土屋面板（包括嵌
2、缝） 二毡三油防水层 20mm厚水泥砂浆找 60mm泡沫混凝土保温层 支撑重量； 考虑活载：活载 6）地震设防烈度为 7 7）钢材选用 Q235 钢，焊条为 E43 型。 2、屋架形式和几何尺寸 屋面材料为大型屋面板，故采用无檩体系平破梯形屋架。 屋面坡度 i=1/10； 屋架计算跨度 L02400030023700mm； 端部高度取 H=1990mm，中部高度取 H=3190mm（为 L0/7.4） 。 屋架几何尺寸如图 1 所示： 1 9 9 0 1 3 5 0 2 2 9 0 2 5 9 0 2 8 9 0 3 1 9 0 2 6 0 8 2 8 5 9 3 11 9 3 3 7 0 2
3、 5 3 5 2 8 5 9 3 1 2 9 3 3 9 6 1 5 0 91 5 0 8 1 5 0 A a c e g I BC D F G H I 1 5 0 08 = 1 2 0 0 0 1 5 0 81 5 0 8 1 5 0 81 5 0 8 1 5 0 8 1 5 0 8 起 拱 5 0 图 1：24 米跨屋架几何尺寸 三、支撑布置 由于房屋长度有 60 米，故在房屋两端及中间设置上、下横向水平支撑和屋架两 端及跨中三处设置垂直支撑。其他屋架则在垂直支撑处分别于上、下弦设置三道 3 系杆，其中屋脊和两支座处为刚性系杆，其余三道为柔性系杆。 （如图 2 所示） 上 弦 平 面 支
4、撑 布 置 屋 架 和 下 弦 平 面 支 撑 布 置 4 垂 直 支 撑 布 置 4、设计屋架荷载 屋面活荷载与雪荷载不会同时出现，从资料可知屋面活荷载大于雪荷载，故取屋 面活荷载计算。由于风荷载为 0.35kN/m 2 小于 0.49kN/m2，故不考虑风荷载的影 响。沿屋面分布的永久荷载乘以 2 1c o s1 1 11 1 1 . 0 0 4换算为沿水平投影面 分布的荷载。桁架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）按经验公式 （ w P=0.12+0.011跨度）计算，跨度单位为 m。 标准永久荷载： 二毡三油防水层 1.004x0.35=0.351kN/m 2 20mm 厚水泥砂浆找平
5、层 1.004x 0.4=0.402kN/m 2 60mm 厚泡沫混凝土保温层 1.004x 0.06x 6=0.36kN/m 2 预应力混凝土大型屋面板（包括灌缝） 1.004x 1.4=1.406kN/m 2 屋架和支撑自重为 0.120+0.011x24=0.384kN/m 2 _ 共 2.90kN/m 2 标准可变荷载： 屋面活荷载 0.7kN/m 2 积灰荷载 0.75kN/m 2 雪荷载 0.5kN/m 2 _ 共 1.95kN/m 2 考虑以下三种荷载组合 5 全跨永久荷载+全跨可变荷载 全跨永久荷载+半跨可变荷载 全跨桁架、天窗架和支撑自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载 （1
6、）全跨永久荷载+全跨可变荷载（按永久荷载效应控制的组合） 全跨节点荷载设计值： F=(1.35x 2.90kN/m 2+1.4x 0.7x 0.7kN/m2+1.4x 0.9x 0.75kN/m2 )x 1.5mx 6m=49.91kN （2）全跨永久荷载+半跨可变荷载 全跨永久荷载设计值： 对结构不利时： KNmmmKNF235.3565.1/90.235.1 2 2,1 （按永久荷载效应控制的组 合） KNmmmKNF32.3165.1/90.22.1 2 2,1 （按可变荷载效应控制的组合） 对结构有利时：KNmmmKNF1.2665.1/90.20.1 2 3,1 半跨可变荷载设计值： 组合按永久荷载效应控制的KNmmmKNmKNF68.1465.1/7
